Туристический навигатор своими руками

Можно ли сделать GPS-навигатор?

Несмотря на то, что сегодня на рынке можно отыскать огромное множество GPS-устройств различной ценовой категории и функциональности, не все готовы сразу купить готовое навигационное устройство и предпочитают его сделать своими руками. Нужно ли это – сказать сложно, но, без сомнения, возможно.

Собственный навигатор можно сделать двумя различными способами. Для первого понадобится самое простой мобильное устройство, GPS-передатчик и аккумулятор. Сразу стоит предупредить, что подробно его рассматривать нет смысла, так как для сборки самодельного навигатора таким способом потребуется много хлопот и времени, а самое главное – необходимо хорошо разбираться в электронике и владеть азами системного программирования – такие навыки имеются не у всех. К тому же такой навигатор сложен в использовании, посылая на спутник сообщение, он будет получать в ответ координаты, которые придется накладывать на карту.

Второй способ более простой и под силу каждому – GPS-навигатор, сделанный при помощи ноутбука. Что для этого понадобится? Во-первых, сам ноутбук, во-вторых, GPS-приемник, например, встроенный в современный мобильный телефон.

GPS-приемник подключается по любому из интерфейсов (Wi-Fi, Bluetooth или USB) у переносного ПК. Последние сегодня имеются практически у каждого, к тому же, для навигатора будет достаточно даже самого простого нетбука или планшета.

Перед подключением модуля GPS нужно позаботиться, чтобы на ПК стояло соответствующее программное обеспечение, которое будет осуществлять его поддержку. Отыскать и скачать его из интернета не составит никакого труда, так как выбор тут невообразимо большой. Некоторые программы подойдут для загородных поездок на длинные дистанции, некоторые, наоборот, для поездок по городу. Если ПК имеет доступ в интернет, можно также установить программы, предоставляющие информацию о пробках.

Подключив к ПК навигатор, нужно дождаться, пока его определит система, если потребуются дополнительные драйвера, их необходимо установить. Поиском заниматься не требуется, можно просто задать автоматический поиск в интернете. Устройство определилось – можно запускать навигационную программу и удостовериться, что устройство видно ей. Если все в порядке, самодельный GPS навигатор готов, если возникают проблемы, нужно покопаться в настройках ПО.

Стоит ли сделать навигатор своими руками или лучше его купить – решать каждому на свое усмотрение. В любом случае, и в первом, и во втором случае придется немного приложить усилий и потратить времени.

Источник

Туристический навигатор своими руками

Сообщение vks » 19 мар 2020, 23:50

Небольшой мануал по сборке навигатора на базе RaspberryPi

Набросал в качестве памятки для себя, возможно кому-то из самодельщиков пригодится материал по сборке кастомной навигации для вездехода.

Навигатор испытан на железе:

Raspberry Pi 3 A (Быстрая и компактная версия Распберри с одним USB. Недостаток — греется при работе). Стоит на фото выше.
Raspberry Pi 4 B (Очень быстрая, греется так же как и третья версия, но имеет бОльшие размеры)
Raspberry Pi Zero W (Медленная версия Распберри, но не греется и не жрет. Подходит для софта Navit)

HDMI TFT 7″ display с емкостным сенсором (можно взять с Алиэкспресса дисплей 10 или 12 дюймов, что удобнее)

GPS приемник. Cтавлю GNSS GG1802, питание 5 вольт.

Запитана от импульсного стаба 12/5 В типа DD4012SA. Стоит sd card на 8Гб.

GPS приемник запитан от отдельного стабилизатора L7805 для минимизации помех. Подключен по UART к serial0 RPi.

TX вывод приемника подключаем через резисторный делитель 5.1/10кОм (ВАЖНО!) подключен к выводу 10 RPi (RX, GPIO15).

Я не нашел коротких HDMI кабелей для подключения RPi к дисплею. Видимо дефицит. Поэтому взял магазинный, укоротил, удалил пластик с разъема и распаял. Там около 5 витых пар в индивидуальных экранах.

Стоит иметь ввиду, что у каждой версии распберри свой разъем HDMI:

RPi 3 обычный HDMI, подойдет простой кабель
RPi 4 micro HDMI, нужен переходник
RPi Zero W, mini HDMI нужен другой переходник

Емкостный тачскрин подключается проводами к RPi по USB.

Питание планируется от бортовой сети 12В. Распберри и экран запитаны с импульсного 5В стабилизатора. GPS приемник с отдельного L7805.

Из доступного софта имеется: отечественный софт 7 Дорог от Навиком (7ways) и буржуйский Navit (последний работает напрямую с картами Garmin и мне понравился больше).

Качаем навигационный софт для ARM — 7 дорог от Навикома (сборка 1308).
https://navikey.ru/files/7w/7ways-1308/ . pi-arm.zip

Ставим на флешку дистрибутив Linux NOOBS v2.9.0.
ВАЖНО! Более новые версии Raspbian Booster не идут с 7ways. Проблема с библиотекой libcurl4. (CURL_OPENSSL_3 not found). Кто знает, как профиксить проблему, дайте знать.

Подключаем клаву. Заходим в терминал (Alt+F2, выполняем команду lxterminal)

Заходим в Interfacing Options

Включаем SSH (Для Raspberry 3 c Wi-Fi)
Включаем Serial (Login Shell — NO, Enable Serial — YES)

Проверяем работу GPS приемника:

Данные с приемника должны приходить раз в 1 секунду и быть в подобном формате:

После того, как приемник нашел спутники, пустые поля должны заполниться актуальными данными

Подключаем WiFi к Raspberry.

Подключаемся удаленно по SSH к Raspberry (для RPi3 и RPi Zero W это очень удобно — по WiFi) с помощью программы PuTTY.

На удаленном компе расшариваем средствами Windows папку, к примеру, RaspberryPi.
В нее кидаем 7ways и карты в папке 7ways/maps.

Создаем пустую папку share

Монтируем на распберри нашу расшаренную папку с софтом

>sudo mount.cifs //192.168.178.xxx/RaspberryPi /home/pi/share/ -o user=

Проверяем что данные видно:

Далее копируем содержимое на флешку:

Далее заходим в папку с 7ways

Если работаем удаленно по SSH, то перед запуском делаем экспорт дисплея
> export DISPLAY=:0.0

После запуска программы с помощью сенсорного экрана (или мыши) заходим в Satellites

Ставим галку Use Port
Подключаем клаву к Raspberry. В поле PORT пишем /dev/ttyS0 (в ряде случаев может подойти /dev/ttyAMA0)
В поле SPEED 9600

Берем Гарминовские карты. Открываем в GPSMapEdit 2.1.

Заходим в Свойства Карты -> Уровни. Записываем себе таблицу уровней Level0-Level5.

Конвертируем карту в Польский формат .mp — Файл->Сохранить как

Ставим себе утилиту для конвертации карт в формат 7w — 7WaysConv

В папке с утилитой редактируем текстовый файл layers.dat согласно таблице уровней см. выше.

Выбираем карту в Польском формате .mp . Выбираем файл с конфигой config_with_layers.cfg
Конвертируем.

Копируем карту 7W в папку 7ways/maps

>cp share/gmapsup2.7w 7ways/maps/gmapsup2.7w

Перезапускаем 7ways. Проверяем отображение карты. Готово.

1. Отрисовка ландшафта 7ways не самая точная. Город и дороги рисует хорошо.
2. На RPi Zero W программа жутко тормозит. Поэтому только RPi 3, 4
3. Внутри корпуса качество приема GPS сигнала оставляет желать лучшего, попробую данную панель с внешней GPS антенной. К тому же стоять он будет под металлическим потолком.

Позже сдлаю схему подключения и мануал по программе Navit.

Источник

Простой GPS навигатор своими руками

Во многих современных телефонах есть GPS, но для работы навигатора необходима подгрузка карт через интернет, что в дали от GSM вышек является проблемой. Также большая проблем — это быстрый разряд аккумулятора смартфонов, особенно в холодное время года. За раз путешественник остаётся не только без навигации, но и без связи. Иметь с собой независимое навигационное устройство будет очень кстати. Подобное устройство и будет предлагаться в статье, ниже.

Цель данного устройства заключается в том, чтобы указать в каком направлении двигаться и показать оставшееся расстояние до точки, к которой нужно придти. Путешественнику нужно перед выходом сохранить контрольную точку, к которой хочет он вернуться. После этого стрелка будет указывать на место отправления и цифрами указываться расстояние. Конечно, необходимо чтобы спутники «ловились» и координаты текущего местоположения определялись.

Схема самодельного навигатора

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.

1. SCL — вход тактирования шины I2C
2. VDD — вход для подключения питания (кормится эта козявка напряжением в диапазоне 2,16-3,6 вольт)
3. не используется
4. S1 — дополнительное питание для портов ввода/вывода. Подключается напрямую к выводу VDDIO
5. не используется
6. не используется
7. не исползуется
8. SETP — первый вход для подключения керамического конденсатора на 0,22uF
9. GND — земля
10. С1 — еще один вход для подключения конденсатора. Электролитичиского или танталового на 4,7uF (другой конец конденсатора подключается к земле)
11. GND — земля
12. SETC — второй вход для подключения керамического конденсатора на 0,22uF
13. VDDIO — вход для подключения напряжения которое будет на портах ввода/вывода
14. не используется
15. Выход прерывания, когда данные готовы на этом выводе появляется логическая 1
16. SDA — линия данных интерфейса I2C

Печатная плата навигатора

Схема и плата спроектированы в системе EasyEDA.

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:

1. сохранить текущие координаты

2. забить координаты вручную

Вводим по очереди 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.

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 на 3-D принтере под устройство корпус, а пока о результатах уличных испытаний. Девайс получился очень интересным и вполне очень даже 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 точностью в несколько метров.

Это устройство станет незаменимым помощником тем, кто любит побродить по лесу, грибникам, лыжникам, туристам и другим любителям природы!

Используемые в устройстве компоненты (их можно заказать в интернет-магазине из Китая):

• GPS модуль NEO-6M
• ЖК дисплей
• Магнитометр HMC5883
• Акселерометр ADXL335

Корпус для направлятора

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:

Простой пневмопистолет для герметика своими руками

Когда под рукой нет пистолета для герметика (или пользоваться им неудобно, некоторые пишут в интернете: «устаешь давить на курок при большом объеме работ, а пистолета с электроприводом нет»), приходится придумывать, как выдавить силикон из тубы подручным способом.

Полезная модель относится к материаловедению изделий текстильной и легкой промышленности, а именно к методам изучения структуры и свойств трикотажных полотен во время их лабораторных и производственных испытаний.

К недостатку прототипов данного устройства можно отнести то, что они ориентированы на решение только узкой измерительной задачи, а именно определения воздухопроницаемости трикотажного полотна, с учетом его фактической плотности.

Можно, конечно купить термометр-гигрометр, но интересно и дешевле его сделать своими руками. В виду избытка халявных термодатчиков и ещё некоторых валяющихся без дела деталек, решил собрать себе этот нужный в быту девайс на ATmega168V и SHT21. Подробнее читайте дальше…

Источник