กลับไปหน้ารวมไฟล์
gps-distance-altitude-and-speed-logger-1d0737.md

เครื่องบันทึกระยะทาง ความสูง และความเร็วด้วย GPS

ภาพรวมโปรเจกต์

GPS Distance, Altitude, and Speed Logger เป็นระบบสมองกลฝังตัวที่ใช้งานได้หลากหลาย ออกแบบมาสำหรับการติดตามการเคลื่อนไหวที่แม่นยำ เดิมทีพัฒนาขึ้นเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของโมเดลรถบรรทุก R/C โปรเจกต์นี้สามารถปรับใช้กับการเดินป่า การปั่นจักรยาน หรือระบบวัดและส่งข้อมูลทางไกลสำหรับยานยนต์ได้ ด้วยการรวม Arduino Nano เข้ากับ GPS receiver และ SD card module ระบบจะบันทึกข้อมูลตำแหน่งเชิงพื้นที่แบบเรียลไทม์ และจัดเก็บไว้สำหรับการวิเคราะห์หลังการเดินทาง

ผมสร้างโปรเจกต์นี้เพื่อตรวจสอบระยะทางที่เดินทางและความเร็วสูงสุดสำหรับโมเดลรถบรรทุกของผม GPS จะรับพิกัดและตรวจสอบตำแหน่งที่เขียนลงบนไฟล์ข้อมูล log.csv ของ SD card คุณสามารถตั้งค่าจำกัดความเร็วด้วย LED alarm หรือ buzzer ได้ ไฟล์ log.csv บน SD card สามารถอ่านได้ด้วย OpenOffice อย่างไรก็ตาม คุณสามารถแก้ไขได้อย่างง่ายดายใน log.txt ผมได้เพิ่มปุ่มรีเซ็ตและปลั๊ก BEC สีแดงสำหรับแบตเตอรี่ภายนอก ปกติผมจะจ่ายไฟผ่านช่องเสียบ USB การวัด Altitude ต้องการ 3D fix เพื่อผลลัพธ์ที่ดีขึ้น คุณสามารถกำหนดค่า NEO6M GPS (หรือ GPS ที่ดีกว่า) จาก "u-blox center" สำหรับการดำเนินการนี้ การใช้ GPS module ที่มีช่องเสียบ USB จะดีกว่ามากในการเชื่อมต่อโดยตรงกับ com port

สถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์

ระบบนี้สร้างขึ้นโดยมี Arduino Nano เป็นหัวใจหลัก ซึ่งถูกเลือกเนื่องจากมีขนาดเล็กและมีความสามารถ I/O เพียงพอ

  • GPS Module (NEO-6M): เชื่อมต่อกับ Nano ผ่าน UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) ทำหน้าที่รับสัญญาณจากดาวเทียมหลายดวงเพื่อกำหนด latitude, longitude, altitude และ ground speed
  • OLED Display (128x64): ให้ส่วนต่อประสานผู้ใช้แบบภาพที่มีคอนทราสต์สูงโดยใช้โปรโตคอล I2C แสดงผลความเร็วปัจจุบัน ความเร็วสูงสุดที่ทำได้ในเซสชันนั้น ระยะทางรวมที่เดินทาง และ altitude ปัจจุบัน
  • SD Card Module: ทำงานผ่านบัส SPI (Serial Peripheral Interface) บันทึกข้อมูลที่มีการประทับเวลาลงในไฟล์ log.csv ช่วยให้ผู้ใช้สามารถส่งออกข้อมูลไปยังซอฟต์แวร์สเปรดชีต เช่น Excel หรือ OpenOffice ได้
  • Power System: อุปกรณ์สามารถรับพลังงานผ่านพอร์ต USB ของ Nano หรือผ่านปลั๊ก BEC (Battery Eliminator Circuit) ภายนอก สำหรับการติดตั้งในยานพาหนะ R/C

หลักการทำงานทางเทคนิค

  1. NMEA Parsing: Arduino อ่านข้อความ NMEA (National Marine Electronics Association) ดิบจาก GPS module โดยทั่วไปจะใช้ไลบรารีเช่น TinyGPS++ เพื่อแยกค่า floating-point ที่มีความหมายจากสตริงเช่น $GPRMC และ $GPGGA
  2. Distance Calculation: ระยะทางรวมคำนวณแบบเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ โดยใช้สูตร Haversine ซึ่งคำนวณ great-circle distance ระหว่างสองจุดบนทรงกลมโดยใช้ค่า longitudes และ latitudes ที่กำหนด
  3. Maximum Speed Tracking: ซอฟต์แวร์จะเปรียบเทียบค่าความเร็วที่อ่านได้ใหม่แต่ละครั้งกับตัวแปร maxSpeed ที่จัดเก็บไว้ และจะอัปเดตเมื่อตรวจพบค่าที่สูงกว่า
  4. Data Persistence: ณ ช่วงเวลาปกติ (เช่น ทุก 1 วินาที) ข้อมูลเซ็นเซอร์ปัจจุบันจะถูกเพิ่มลงใน SD card ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าแม้ไฟจะดับ ข้อมูลการบิน/การขับขี่ที่บันทึกไว้ก่อนหน้านี้จะยังคงปลอดภัย
  5. Alert Mechanism: ระบบรองรับการตั้งค่า speed limit ที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ หากความเร็วปัจจุบันเกินกว่าเกณฑ์นี้ Arduino จะสั่งให้ digital output ทำงานเพื่อเปิดใช้งาน LED หรือ Piezo buzzer เพื่อเป็นสัญญาณเตือน

การกำหนดค่าและการปรับเทียบ

เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด จำเป็นต้องมี 3D fix โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการอ่านค่า altitude ที่แม่นยำ พารามิเตอร์ภายในของ NEO-6M module (เช่น update rate และ navigation mode) สามารถปรับแต่งได้อย่างละเอียดโดยใช้ซอฟต์แวร์ u-blox u-center การใช้ GPS module ที่มีพอร์ต USB ในตัวจะช่วยให้กระบวนการกำหนดค่านี้ง่ายขึ้น โดยอนุญาตให้เชื่อมต่อแบบ serial โดยตรงกับ PC

ข้อมูล Frontmatter ดั้งเดิม 

title: "GPS Distance altitude and Speed Logger"
description: "A simple project to make a GPS log station with data speed, max speed, distance trip and altitude. all data are write on SD card"
author: "wrighi"
category: "Sensors & Environment"
tags:
  - "logger"
  - "gps"
  - "compass"
  - "altitude"
  - "hiking"
  - "distance"
views: 17420
likes: 8
price: 2450
difficulty: "Intermediate"
components:
  - "1x Graphic OLED, 128 x 64"
  - "1x GPS Module (Generic)"
  - "1x Memory Socket, SD Card"
  - "1x Graphic OLED, 128 x 64"
  - "1x Soldering iron (generic)"
  - "1x Arduino Nano R3"
  - "1x Solder Wire, Lead Free"
tools: []
apps:
  - "1x Arduino IDE"
downloadableFiles: []
documentationLinks: []
passwordHash: "9537fb89547035f5df5d9403070425ee334a3235b6cddafeb041302a7092ba55"
encryptedPayload: "U2FsdGVkX19arrp7ZOmLM+6LIXdObN1oevaOdcqUM7q+VIzKF48eM68m9n/42MYgZLshrikBWplomk8fj9l++XYLzYQ740Aus7Ww4Jd1rrQ="
seoDescription: "Build a GPS logger to track speed, distance, and altitude. Store data on an SD card with this simple Arduino project."
videoLinks: []
heroImage: "https://cdn.jsdelivr.net/gh/bigboxthailand/arduino-assets@main/images/projects/gps-distance-altitude-and-speed-logger-1d0737_cover.jpg"
lang: "th"