Схемы для автомобильных gps

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:

Полицейская «крякалка» с «мигалкой» своими руками на PIC контроллере

Для озвучивания детских игрушек, мотоциклов и машин на аккумуляторах предлагаю вам сделать простую схему звукового устройства, имитирующего сигнал «Милицейской сирены». Схема простая, содержит небольшое количество деталей и не требует настройки. Её не трудно собрать, заказать прошитые микроконтроллеры можно по ссылке в конце статьи.

Микросхема LM567 (LM567СN, LM567СН) выпускается фирмой National Semiconductor. Микро­схема представляет собой селективную схему с ФАПЧ, которую можно настроить на определенную частоту в пределах от 100 Гц до 500 кГц. При поступлении на вход микросхемы сигнала частоты, на которую она настроена, на выходе микросхемы откры­вается транзисторный ключ (логический ноль, при наличии подтягивающего на плюс питания резистора). Тональный декодер LM567 отличается высокой селективностью и четкой реакцией на сигнал «своей» частоты. Подробнее…

«ЖИВАЯ» И «МЁРТВАЯ» ВОДА СВОИМИ РУКАМИ

Конечно, это в сказках только бывает «живая», «мертвая» вода, — скажет любой читатель, прочитав заголовок этой статьи. С одной стороны — да, но с другой прочитайте эту статью дальше и вы многое узнаете…

Источник статьи: http://www.mastervintik.ru/prostoj-gps-navigator-svoimi-rukami/

Схема GPS-навигатора

Всем известен принцип работы GPS навигатора, он принимает сигналы от спутников расположенных на орбите нашей планеты, обрабатывает их по определенному алгоритму и определяет свое местоположение. Но не каждый знает, как устроена схема навигатор изнутри, что же скрывается за его прочным корпусом?

Электрическая схема GPS навигатора

Вскрыв его корпус, обнаруживаем там три основных составляющих, а именно дисплей, аккумулятор и печатную плату. Практически вся электрическая схема выполнена на печатной плате для исключения обрывов отдельных проводов вследствие вибрации, ударов (аппарат ведь мобильный неизбежны падения). Исключение составляет лишь шлейф соединяющий плату с сенсорным дисплеем, по нему осуществляется передача данных, вывод изображения на экран и передача координат нажатой области экрана. Все элементы, обеспечивающие работоспособность схемы находятся на плате, GPS навигатор можно сравнить с маленьким компьютером, так как он имеет свой процессор и оперативную память.

Принципиальная схема навигатора

Принципиальная схема работы навигатора состоит в следующем, GPS антенна (чаще всего тоже впаянная в плату) получает сигнал от спутника и передает его для обработки процессору (чипсету), который, будучи основным элементом навигатора помимо обработки сигнала также отвечает за поддержание работоспособности самого приемника. Скорость обработки сигнала процессором, как и скорость работы всего навигатора, напрямую зависит от объема оперативной памяти, чем она больше, тем быстрее будет работать приемник и обрабатываться сигнал. Полученные после обработки сигнала данные передаются в навигационную программу, отдельное приложение, которое выполняет навигационные функции, она то и отображает на дисплее GPS приемника ваше местоположение на карте, отвечает за прокладывание маршрута, сохранение точек, треков и т.д. Все сохраняемые данные попадают во встроенную память (как правило, flash-память), также в ней хранятся дополнительно устанавливаемые приложения и пользовательские карты.

Схема питания навигатора

В схеме питания автомобильных GPS навигаторов обычно используются литий-ионные аккумуляторы, емкость которых колеблется от 650 до 2000 мА/ч. или прикуриватель. Для питания туристических же приемников, чаще применяются сменные батарейки. Для экономии энергопотребления в них, прием сигнала осуществляется не каждую секунду, а каждые пять секунд, что является вполне приемлемым при движении с маленькой скоростью.

Источник статьи: http://navigator-gid.ru/shema-gps-navigatora-elektricheskaya/

Схемы для автомобильных gps

Я не раздумывая принял решение купить именно его, о чем потом нисколько не пожалел. Но об этом немного позже, а сейчас я хочу рассказать о основных проблемах, которые поджидали меня как туриста при выборе GPS навигатора

Критерии выбора автомобильного навигатора

Я прекрасно понимаю, что туристический GPS навигатор должен соответствовать определенным правилам, таким как надежность, влаго и ударо устойчивость, водонепроницаемость, долгий ресурс автономной работы, высокая чувствительность и пр. Но моя статья именно для тех, кто понимает, что главный спутник туриста – это компас и влагозащищенная карта, вся прочая электроника – это повышенный риск. Поэтому я не отношусь к тем, кто покупает дорогие профессиональные навигаторы для туристов, я просто как любитель попытался найти недорогую альтернативу, доступную каждому человеку

Итак ввиду того, что автомобильный навигатор будет модернизироваться, разбираться, не исключено, что он может пострадать – поэтому первый критерий – это цена, лучше всего купить недорогой поддержанный навигатор, чтобы в случае его поломки не было так обидно

Второй по важности критерий – это размеры самого GPS навигатора и диагонали ЖК дисплея, а также его разрешающая способность. Слишком маленькая диагональ экрана (менее 3″) будет вызывать неудобства ориентации по карте на экране, слишком же большой экран (более 4.5″) наоборот создаст комфорт в навигации, но при этом добавит ряд существенных неудобств в связи с увеличенными габаритами самого устройства. Насчет разрешающей способности ЖК дисплея думаю не стоит особо ломать голову, т.к. на моем навигаторе минимальные 320 на 240 и при этом у меня нет ни каких жалоб на столь маленькое разрешение.

Итак золотая середина диагонали ЖК экрана навигатора для туриста является 3.5-4.5″, такой размер позволит комфортно проводить навигацию, удерживать навигатор одной рукой, вешать на шею, класть в небольшие карманы и т.д. В моем Iriver NV Mini M3 диагональ 3.5″ и мне было максимально комфортно им пользоваться ориентируясь на местности

Не секрет, что для удобства восприятия информации с ЖК экрана, последний должен иметь матовое антибликовое покрытие, но далеко не каждый навигатор может похвастаться наличием такового. Этот недостаток можно решить матовой антибликовой защитной наклейкой на экран

Емкость штатного аккумулятора не имеет значения т.к. в любом случае она будет не пригодна для использования в наших целях. Обычно все автомобильные GPS навигатора комплектуются обычными литий-ионными аккумуляторами, емкостью 600-1200 мА

Не мало важен будет класс GPS приемника, программная версия и производитель. Операционная система должна поддерживать загрузку других навигационных приложений и программ. Обязательно наличие разъема под карту памяти т.к. атласы разных программ могут занимать значительное место

Тактовой частоты процессора должно хватать для комфортной работы навигационного софта 400-600 мГц. Хотя при низкой скорости движения объекта наблюдения частота процессора не так критична как при использовании в автомобиле

Модернизация. Из автомобильного – туристический

Итак чего же не хватает автомобильному GPS навигатору, чтобы стать верным спутником туриста? В-первую очередь – автономности, с чем мы сейчас и будем бороться. Всем нам известно как сильно расходуют энергию GPS приемники, когда мы их используем в коммуникаторах, КПК, мобильных телефонах. Точно такая же ситуация возникает и при отключении автомобильного навигатора от бортовой сети автомобиля. Значит сейчас стоит перед нами задача – увеличить в разы время работы навигатора, при этом не таскать с собой розетку 220 вольт или автомобильный аккумулятор

Долго размышлять о том что я буду использоваться в качестве источника напряжения не пришлось, так как у меня имелось шесть li-ion аккумуляторов, о чем я писал в статье вторая жизнь аккумулятора ноутбука

Источник напряжения есть, теперь нужно его подключить к навигатору, чтобы он заработал – для этого нам придется разобрать автомобильный навигатор

После того как я разобрал навигатор, я увидел обычный аккумулятор как в сотовом телефоне, емкостью 850 мА.ч. Аккумулятор обычный литий-ионный, а не литий-полимерный как заявлено во многих описаниях навигатора в интернете

Возможно вы спросите, почему нужно разбирать навигатор, а не подсоединить аккумулятор к входу для зарядки, обычно это 5 вольт через USB. Дело в том, что во-первых напряжения 3.7 вольта будет не достаточно для работы контроллера, во-вторых подключив таким образом, мы будем производить зарядку внутреннего аккумулятора, в-третьих – значительно падает КПД

Наша задача подсоединить напрямую наш аккумулятор вместо штатного, при этом иметь возможность отключать его, чтобы заряжать (контроллер навигатора не справится с повышенной емкостью нашего аккумулятора)

Выход из ситуации очень прост – для этого нам потребуется разъем стерео 3.5 мм, 5-ти контактный с дополнительной группой контактов. Схема подключения очень простая, поэтому нет смысла ее рисовать, все и так можно понять по словам. При вставленном штекере в разъем группа контактов размыкает цепь подключения штатного аккумулятора к плате навигатора, в то время как по остальным контактам начинает подходить напряжение с внешнего аккумулятора напрямую на схему. В тот момент когда мы вытаскиваем штекер из разъема, мы отключаем внешний аккумулятор, группа контактов замыкается и внутренний аккумулятор снова подключен к схеме навигатора

Таким образом, при такой модернизации – автомобильный навигатор продолжает работать во всех режимах т.е. от бортовой сети через USB, от собственного внутреннего аккумулятора и от внешнего источника питания подключенного через разъем

Хочу обратить ваше внимание, что ни в коем случае не пытайтесь подключать зарядку к навигатору в момент, когда подключены внешние емкие аккумуляторы. Т.к. высока степень риска выхода из строя контроллера заряда, как произошло в моем случае. Емкие аккумуляторы должны заряжаться специальным зарядным устройством с более высоким током

Для навигатора целесообразно сшить чехол с вырезом под экран с вшитой защитной пленкой. Конструкция чехла должна быть рассчитана на возможность подвешивания навигатора на шею и иметь дополнительное место под ваши внешние аккумуляторы. Качественно сшитый чехол из толстой кожи превратит ваш автомобильный навигатор в надежный, защищенный и самое главное сделанный собственными руками туристический GPS навигатор.

В качестве внешних аккумуляторов я рекомендую использовать литий-ионные аккумуляторы типоразмера 18650, которые можно купить в интернет-магазинах или взять из аккумуляторной батареи ноутбука. Два таких аккумулятора, соединенных параллельно создают емкость 4400 мА.ч В экономном режиме характерном для пешего туриста, т.е. навигатор включен не постоянно, а по мере необходимости, такой емкости может хватить на неделю.

Не стоит пренебрегать количеством внешних батарей, лучше иметь как минимум два комплекта по 4400 мА.ч и хорошую туристическую солнечную батарею в комплекте с накопителем – с таким набором можно смело отправляться в путь в неизвестные края

Самое главное не забывайте иметь при себе обычный компас, карту и флеш карту с резервными копиями всех навигационных программ. Данный навигатор был использован мною при путешествии по Крыму своим ходом и ни разу не подвел. В следующем году, я планирую использовать навигатор в велопоездках, осталось лишь сделать крепление на руль и сшить чехол. Кстати чисто случайно сейчас наткнулся на информацию, что выпущена версия этого навигатора специально для велосипедов Iriver NV Mini Bike Edition

Источник статьи: http://xn—-gtbdmohbpajtp0j4b.xn--p1ai/gps-navigator-turista/