Главная » Статьи » Проекты

Направлятор

 Это устройство задумывалось как маленький помощник тем, кто любит побродить по лесу - грибникам, лыжникам и другим любителям природы. Хотя в большинстве телефонов уже есть GPS, для работы навигации требуется подгрузка карт через интернет, что в глуши является проблемой. Не меньшей проблемой является короткое время работы смартфонов без подзарядки, что в один момент может оставить человека не только без навигации, но и без связи. Поэтому иметь отдельное навигационное устройство в таких случаях будет весьма полезно.

  Суть устройства заключается в том, чтобы указать в каком направлении двигаться и показать оставшееся расстояние до точки к которой нужно придти, тем самым не дав заблудится. Пользователю остается только перед выходом сохранить контрольную точку, к которой хочет вернуться, и после этого стрелка будет указывать на место отправления. Конечно же, при условии, что спутники ловятся и координаты текущего местоположения определены.

 Схема строится на микроконтроллере ATMega64 с тактированием от внешнего кварцевого резонатора на 11,0592 МГц. За работу с GPS отвечает NEO-6M от U-blox, это хоть и старенький, но очень распространенный и недорогой модуль с достаточно точным определением координат. Информация выводится на дисплей от Nokia 3310 (5110). Еще в схеме присутствуют магнитометр HMC5883L и акселерометр ADXL335, о них расскажу позже.

 Итоговая схема устройства

 

печатная плата:

 

 Схема и плата спроектированы в системе EasyEDA, глянуть на проект можно здесь

 

  

 

 Перед прошивкой контроллера рекомендую отключить GPS приемник, так как ножка RXD совмещена c линией MOSI и модуль может начать отправлять данные во время прошивки, что вызовет ошибку в загружаемой программе.

 Включение и выключение устройства происходит длинным нажатием на кнопку S5. После включения и поиска спутников (при холодном старте может уйти до 10 минут или даже больше) мы можем посмотреть текущие координаты, нажав на кнопку S2.

 

 Координаты конечной точки можно посмотреть нажав на кнопку S3.

 

 Нажав кнопку S4 попадаем в меню сохранения точки. Сохранить точку можно двумя способами: сохранить текущие координаты

  

 

или же забить координаты вручную

   

 Ввод интуитивно понятен, по очереди изменяем градусы, минуты и секунды. Выбранное значение для редактирования мигает.

 

 

 Вернуться в режим следования к точке можно по короткому нажатию на кнопку S5

 

 

 Теперь об использовании магнитометра и акселерометра. Для расчета азимута используются данные полученные с GPS приемника, поэтому в случае если рассчитать координаты не возможно (например если спутники не видны или их мало) пропадает возможность и рассчитать направление в котором нужно двигаться, чтобы придти к точке. И первоначально моя задумка была в том, чтобы использовать магнитометр как вспомогательное средство для указания курса.  Но столкнулся с некоторыми трудностями.

 Во-первых. Кто знакомился с работой цифровых магнитометров знают что, точность их данных зависит от того в каком положении они находятся. Поэтому для корректной работы в любом положении необходимо использовать акселерометр, который бы давал более точную картину проекции магнитного поля на все три оси магнитометра. Возможное решение этой задачи я подсмотрел в одном журнале. но пока не осилил перенести весь расчет в Bascom (может кто-то из энтузиастов возьмется?).

 Во-вторых, заметно сказывается различие магнитного склонения в разных частях Земли. Например в Поволжье магнитное склонение составляет 13°, а на другом конце страны склонение уже 11° и в другую сторону.  А ведь есть еще и магнитное наклонение - когда линии магнитного поля входят или выходят под углом к горизонту, и много других факторов влияющих на показания.

 

     

<<< расчет >>>

 Конечно, для примерного указания направления можно использовать и такие не калиброванные данные с магнитометра, но пока решил оставить эту задумку и сделал простой компас, который тоже может быть полезен. Компас включается нажатием на кнопку S1. А для того чтобы он указывал более менее правильное направление на север (точнее на северный магнитный полюс), устройство необходимо держать горизонтально. Для помощи в этом по бокам экрана бегают две черточки, которые показывают наклон в ту или иную сторону.

 

 Осталось распечатать под устройство корпус, его модель я выложу позже, а пока о результатах уличных испытаний. Девайс получился очень интересным и вполне помогающим выйти к сохраненной точке. Но нужно понимать, что миллиметровой точности ожидать не следует. Ошибка определения GPS координат всего в одну секунду даст неточность определения положения в 20 метров. Также погрешность неизбежно накапливается при округлении в математических  расчетах.  Но тем не менее устройство даже в городских условиях плотной застройки позволило вернутся к точке с точность несколько метров.

 

 И напоследок немного фоток с уличных испытаний

    

 

Используемые компоненты

GPS модуль NEO-6M

ЖК дисплей

Магнитометр HMC5883

Акселерометр ADXL335

 

Исходники и прошивка

 

UPD:

вот такой получился корпус для направлятора

 

 Архив с файлами модели (SolidWorks + STL)

 

 Обновил прошивку, по просьбе трудящихся, исключив из схемы акселерометр и магнитометр. Теперь по нажатию на кнопку S1 будет выводится информация о напряжении на аккумуляторе, время и дата по UTC, а также азимут (по сути тот же компас).

 

Скачать обновленную прошивку

 

Категория: Проекты | Добавлено: 11.02.2017
Просмотров: 7869 | Комментарии: 62 | Теги: HMC5883L, atmega64, GPS, схемы | Рейтинг: 5.0/9
Всего комментариев: 621 2 3 »
62 milcin68   (23.11.2017 01:28)
И снова здравствуйте)))
Сегодня вновь все повторилось как в #60 посте неисправность нашёл осциллографом не было обмена с TX дело оказалось в протраве дорожки, хоть дорога и была облужена под бугорком олова был не контакт.
в архиве замеры на схеме, так же дорисовал резистор,
моя печатка под односторонний текстолит,
переходная плата для TL866 из TQFP в дип 40, прошивка автора и фьюзы.
https://cloud.mail.ru/public/GyVe/2UVKfHi5j
Автору огромное Спасибо!!! за проделанный труд.

61 milcin68   (22.11.2017 03:17)
беру свои слова назад, я ничего не понимаю
прошил снова обновленную прошивку и все работает
ни то чип от нагрева восстановился, ни то кварц.
ведь до этого все делал то же самое не работал.

60 milcin68   (22.11.2017 02:25)
отвечу сам себе,
26 pin надо подтягивать к питанию.
фьюзы в моем посте выставлены правильно.
залил первую версию прошивки все работает.
с обновленной прошивкой не входит в режим следования,
не выходит на кнопку S1 ни в меню ни из подменю.
кнопка S5 не реагирует на кратковременное нажатие, но на длительное все таки выключает .
может вообще зависнуть на надписи направлятор, и не отображать стрелку следования.

59 milcin68   (21.11.2017 01:18)
нужно ли подтягивать 26 pin к питанию?
правильно ли я выставил фьюзы?
https://cloud.mail.ru/public/MezW/bRFFRhZUV

ситуация такая прошил по ISP а в конце верификацию не проходил, после нескольких попыток вообще выдал ошибку виндус и чип закрылся.

распял на программатор, снял защитные биты , прошил.
включаю включился и выключается иногда может включится, подтянул 26 ногу к VCC вродебы стал работать, потом снова включил он завис на первой заставки и могу зайти в просмотр координат и т.д.
но вот кнопкой выход не выходит и нет указателя, так же подсветка загоралась когда ей вздумается.
решил сново перешить по ISP снова не прошё верификацию и чип не отвечает.

неправильно выставлены фьюзы или что то с чипом?

+1   Спам
58 milcin68   (18.11.2017 22:54)
Приветствую участников!
моя версия платы под односторонний текстолит https://cloud.mail.ru/public/7DxC/9SDidDkpv
и под красный модуль GY-NEO6MV2
и маленький момент с дисплеем, надо заказывать чтобы контакты были с двух сторон,
а то я заказал с контактами с одной стороны, и теперь под мою печатку его только на шлейфе можно подключить.

0  
57 exersizze   (05.11.2017 23:54)
alex182, исходник в архиве в конце статьи
ELK, нет.

56 alex182   (05.11.2017 19:05)
exersizze
а можно мне исходник новой прошивки
то есть исправленный без магнитометра и акселерометра

55 ELK   (04.11.2017 19:57)
exersizze сможешь сделать прошивку для AtMega328 (без акселерометра и магнитометра), если не трудно?

0  
54 exersizze   (16.10.2017 10:33)
Запросто, только мне оно особо не надо.

53 ELK   (13.10.2017 20:11)
exersizze, как насчет того, чтобы использовать что-нибудь кроме AtMega64, может Mega 328?

52 rom-i   (06.09.2017 20:39)
Получил второй NEO6. Повезло Китайцу, что первой сторокой идет RMC. Направлятор заработал. Но в модуле нельзя ни чего изменить. Китаяц обманул, и спор ему. Снял прошивку с ппзу 24С32. Оказалось, что стоит она чисто для внешнего вида(как в оригинале). В ней нет ни чего, и для Китайского модуля не надо. Продолжает работать без нее, без изменений. Все расчитано на лоха. По картинкам на Али не определиш какой модуль стоит(NEO, или КИТАНЕО). Наклейка такая же на железке. Если на Китайскую плату припаять оригинальный модуль, все будет OK. Работа направлятора понравилась. Китайсий модуль тож не совсем плох. Спутники ловит даже в подвале деревянного дома. Для других разработок милое дело.

51 rom-i   (21.08.2017 15:29)
Проект появлялся, и попробовал переписать пругу под седьмую строку. Конкретного форума на Bascom avr не нашел. Упираюсь в буфер обмена по UART.Сама переменная Stryng на меге32 позволяет 600 символов. Но как выковорить ее из буфера, не знаю. Попытки все не удачны. Компилятор берет, в железе не работает. Протеус не может работать в реальном времени. Тем более прошивка использует power down. Сон меги до нажатия на кнопку. Протеус сл сном работать не может. Нужен ответ опытного программиста. Как из буфера достать седьмую строку ответа. Вообще заказал еще модуль NEU6. Китаяц кричит, что можно менять установки. Обошелся в 475 р. Но не факт, что не закончится спором. В дешевых модулях доступ к памяти закрыт. Есть вариант выпаять ее, и прошить отдельно. Но где взять прошивку. Ведь там чип используется не NEO.По этому знают тока Китайцы. Или достучаться до программиста на Баском авр. На бейсике нет каких-то кодов. Он довольно прост. Но нужно искать правильный подход.

0  
50 exersizze   (20.08.2017 21:18)
Ну зачем же забрасывать?) Изучайте язык, оптимизируйте код под себя.

49 алексей1984   (18.08.2017 18:09)
очень жаль, что же остается забросить данный проект?((( в программировании полный ноль.

48 rom-i   (17.08.2017 16:44)
Ни чего с лишними строками сделать не получится. Это такие модули продают на Али. Там есть подпись down. То есть с модуля можно только считывать. Которые можно программировать стоят дороже. Они как бы оригинальные.

47 алексей1984   (21.07.2017 20:40)
у меня тоже модуль шлет 10 строк, лишние никак не могу отключить, не подскажите как?

46 алексей1984   (21.07.2017 18:31)
Помогите пожалуйста, собрал сей девайс, при включении проходит заставка, выходит компас и уходит в вечный поиск, на кнопки никак не реагирует. при припаивании резистора на 26 ногу контроллера приборчик даже не включается, подскажите куда копать? подключал по uart gps модуль рабочий.

45 rom-i   (17.05.2017 19:28)
GSV
Для меня это сложновато. Не знаю многих команд. Без подписей много не понятно.

44 GSV   (12.05.2017 18:47)
rom-i
Делал приём строки $GPRMC без буфера,может пригодится https://yadi.sk/d/yaBBgWuW3J62QV

43 rom-i   (12.05.2017 18:12)
С седьмой строкой не получилось. Не успевает контролер. Пытался переписать пругу под мою первую строку $GPGGA по количеству символов, работать начинает. Но эта строка не стабильна по количеству символов. Получаятся фарш в отображении. Да, и там нет азимута. Выключить лишние данные при передаче в приемнике, не получается. Жму дисаблет, в ответ тишина. Автор в программе использует только $GPRMC. Может приемник дохлый, или не умею пользоваться u-center.

42 rom-i   (12.05.2017 12:35)
Хочу попробовать взять седьмую строку. Семь раз прописать Getline S. В моем случае $GPRMC седьмая строка. Переписывать подпрограмму под строку $GPGGA. Не хватит умения. Думаю заблужусь. https://yadi.sk/i/OTbakDpL3J5Dup

41 rom-i   (12.05.2017 12:04)
сравнил посылки данных с вашим скрином. Думаю дело в этом.
скрин exersizze / мой скрин
RMC / GGA
VTG / GLL
GGA / GSA
GSA / GSV
GSV / GSV
GSV / GSV
GSV / RMC
GLL / VTG
--- / ZDA
--- / TXT
Думаю нужно, что то в программе изменить. Для меня она сильно сложная. Только пытаюсь разбираться на небольших программах. Если использовать Getline, то получиться возьмеш не ту строку с нашим рассогласовании в приеме данных. Изменить в приемнике ничего не получается. USB - UART TTL, ни чего не дал. Ни чего не изменить. Порт RX не работает, или закрыт.https://yadi.sk/i/ToMwfiK43J5BBr

40 rom-i   (02.05.2017 11:55)
Отключать прередачу лишних строк не пробовал. Хотел изменить промежуток между посылками. По умолчанию 1Гц. Ставил 2Гц, рессивер не запоминает. Грешу на UART. Он сделан на MAX232. Может, что с TX. Заказал USB UART, но это не скоро. Еще меня смущает установка порта в приемнике. Строки пустые если судить по u-center. Изменить не получилось. Таже проблема с передачей. Не запоминает. Накидал схему на PIC16F628, и такой же индикатор. Все показывает. Дату, время, широту, долготу, высоту над уровнем моря, количество спутников. Как бы приемник работает. Остается ждать UART. Ну, и самое не хорошее другой рессивер. Надеюсь к сезону грибов успею. До охотничего сезона точно.

0  
39 exersizze   (29.04.2017 20:08)
rom-i
Углядел на видео, что модуль у тебя шлет 10 строчек, и получается что пока закончится передача одной посылки, следом передается следующая, видимо контроллер постоянно уходит в прерывание от UART и не успевает делать полезную работу.
Попробуй отключить некоторые ненужные строки через U-center.
Вот к примеру что шлет мой модуль http://exersizze.ru/neo-6m/123131.png всего восемь строк.

38 rom-i   (25.04.2017 13:46)
https://yadi.sk/a/1BpvBS-c3HL7UN Набросал как все произходит. В полном тупике.

37 rom-i   (25.04.2017 10:26)
Понятно, что работает. У меня только поиск.

36 Mikkels   (25.04.2017 09:41)
https://drive.google.com/open?id=0B8Fj99uLQPSvVDctSW9sMVB1d00

35 rom-i   (24.04.2017 21:26)
https://yadi.sk/i/19l7ehaz3HJjmf Так выставлены фьюзы. Может чего не так?

34 rom-i   (23.04.2017 14:54)
jtag mega103 отключены. Кварц 11.0592. Пробовал в программе компилить сдвигая частоту. 11000000 чаще начал выходить из поиск. Увеличивая в программе частоту 11100000 начинает вешаться. С кварцем 10000000, и естественно в программе изменил. Даже появился долгожданный кружок. Но не долго маилась старушка, в высоковольтных проводах. С нова поиск. Думаю в модуле NEO-6EM надо чгото изменить. Китайцы молодцы!!! На месте не стоят. Ускорили скорее всего запросы по UART. Судить если по терминалам, модуль дает посылку данных примерно три за 2 секунды. Опрос мега64 по программе делает немного реже. Засада где то здесь. Программист из меня уровня 1 класса школы. Вот, спецы, и нужны. Нужно сам модуль приспокоить. Там все на языке, обычному русскому не понятен. Не нравиться мне англицкий. Они винтовки кирпичем не чистят.

33 Mikkels   (23.04.2017 00:30)
Да, все заработало, спасибо :) с фьюзами тоже немного помучался, в итоге поставил по аналогии с конструкцией логгера температуры, за исключением JTAG. Ждем новых разработок :)

1-30 31-60 61-62
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]






   EasyEDA:  бесплатный редактор схем

   ✓ Создание схем
   ✓ Возможность симуляции
   ✓ Быстрое создание печатных плат
   ✓ Интуитивно понятный интерфейс

   Нарисуй свою схему прямо сейчас!
   Изготовление печатных плат   https://jlcpcb.com/

авторизация
Логин:
Пароль:
Комментарии
Подключение матричной клавиатуры 4х4 к микроконтроллеру
01.12.2017 - Kasym:
Нашел интересный косяк: если к переменной string*5 добавлять string*1 много раз,...
Организуем программный USB в Bascom-AVR на примере USB-вольтметра. Часть 3
30.11.2017 - Zimakos:
Сталкнулся с проблемой при компилляции на Bascom 2.0.7.8
а именно:
...
RF модули HC-12 с UART интерфейсом
25.11.2017 - ELK:
Кто-нибудь может подсказать как отправляется AT команда? Нужно поочередно отправ...
Направлятор
23.11.2017 - milcin68:
И снова здравствуйте)))
Сегодня вновь все повторилось как в #60 посте неи...
Направлятор
22.11.2017 - milcin68:
беру свои слова назад, я ничего не понимаю
прошил снова обновленную проши...
Направлятор
22.11.2017 - milcin68:
отвечу сам себе,
26 pin надо подтягивать к питанию.
фьюзы в моем п...
Направлятор
21.11.2017 - milcin68:
нужно ли подтягивать 26 pin к питанию?
правильно ли я выставил фьюзы? ...
Минитерминал V.3.0
19.11.2017 - webrusik:
DROZD01, не могли бы поделиться печатной платой?
Часы, термометр, барометр, гигрометр в одном флаконе.
19.11.2017 - bobkus:
Доброго всем. Собрал сей прибор, отлична штука. Пробовал два датчика dht11-врут ...