ई-इंक डिस्प्ले के साथ पावर सेविंग जीपीएस: 4 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:18

हर गर्मियों में मैं दूरदराज के स्थानों में लंबी पैदल यात्रा करता हूं। कभी-कभी, जब निशान फीका होता है या गायब भी हो जाता है, तो मुझे अपने निर्देशांक प्राप्त करने के लिए अपने फोन के जीपीएस का उपयोग करना पड़ता है और फिर पेपर मैप पर अपनी स्थिति की जांच करनी पड़ती है (मेरे पास अक्सर सिग्नल नहीं होता है इसलिए पेपर मैप अनिवार्य हैं)। अपने फोन की बैटरी बचाने के लिए मैंने arduino पर आधारित और ई-इंक डिस्प्ले का उपयोग करके कम-शक्ति वाला जीपीएस डिवाइस बनाने का फैसला किया। एक ई-इंक डिस्प्ले को स्क्रीन को वास्तविक बनाने के लिए केवल शक्ति की आवश्यकता होती है, इसलिए यह ऊर्जा बचत उपकरणों के लिए उपयुक्त है।

इस जीपीएस का सिद्धांत क्या है?

आप एक पुश बटन दबाकर जीपीएस चालू करते हैं, डिस्प्ले आपके स्थान, ऊंचाई और आपके स्थान की गणना करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपग्रहों की संख्या को वास्तविक रूप देता है और फिर बैटरी बचाने के लिए स्वचालित रूप से बंद हो जाता है। ई-इंक डिस्प्ले के लिए धन्यवाद, जीपीएस बंद होने के बाद भी आपका स्थान स्क्रीन पर बना रहता है। आप पुश बटन का उपयोग करके GPS द्वारा उपयोग किए जाने वाले निर्देशांक प्रणाली (दशमलव डिग्री में देशांतर/अक्षांश, UTM प्रणाली और इसके वेरिएंट…) को बदल सकते हैं, ताकि आप इसे कई अलग-अलग देशों के मानचित्रों के साथ उपयोग कर सकें।

मैंने इस छोटे से प्रोजेक्ट के दौरान बहुत सी चीजें सीखीं और आशा है कि आपको भी उतना ही मजा आएगा जितना मैंने इसे करने में किया था!

अस्वीकरण:

मुझे इस निर्माण में पर्याप्त विश्वास है ताकि मैं इसे अपने अगले हाइक के दौरान उपयोग कर सकूं, हालांकि मेरे पास बैकअप जीपीएस के रूप में मेरा फोन हमेशा रहेगा। यदि आप इस बारे में सुनिश्चित नहीं हैं कि आप क्या कर रहे हैं तो मैं आपको सलाह देता हूं कि आप स्वयं एक बनाने के बजाय एक व्यावसायिक जीपीएस खरीदें। मैं आपको सर्किट और कोड को स्वयं जांचने के लिए प्रोत्साहित करता हूं और यदि इस निर्देश के अनुसार आपने जो जीपीएस बनाया है, वह आपको विफल कर देता है, तो मुझे जिम्मेदार नहीं ठहराया जा सकता है।

एक और बात: यह जीपीएस नॉर्वे और स्वालबार्ड में यूटीएम मोड में काम नहीं करेगा। वास्तव में, UTM ग्रिड को दुनिया के बाकी हिस्सों की तुलना में इन जगहों पर उसी तरह से डिज़ाइन नहीं किया गया है और मैं स्मृति बाधाओं के कारण arduino में इस विशिष्टता को शामिल करने में सक्षम नहीं था …

आपूर्ति

- 1 एक्स अरुडिनो नैनो

- 1 x Ublox-6m GPS मॉड्यूल

- इसके मॉड्यूल के साथ 1 एक्स ई-इंक डिस्प्ले। मैंने इसका इस्तेमाल किया:

www.amazon.fr/gp/product/B072Q4WTWH/ref=pp…

- 1 x 18650 ली-आयन बैटरी (लगभग 2000mah पर्याप्त होनी चाहिए)

- 1 x 18650 बैटरी धारक

- इस तरह एक TP4056 पर आधारित Li-Ion बैटरी के लिए 1 x चार्जिंग और सुरक्षा मॉड्यूल:

www.amazon.fr/gp/product/B0798M12N8/ref=pp…

- 1 x दो स्थिति स्विच (चालू/बंद प्रकार)

- 3 x छोटा पुश बटन स्विच

- 1 एक्स 1 एमΩ प्रतिरोधी

- 1 एक्स सामान्य प्रयोजन एन चैनल मस्जिद (मैंने एक कंप्यूटर बिजली आपूर्ति इकाई से एक परिमार्जन किया)

- 1 एक्स स्ट्रिपबोर्ड

- तार

- प्रोटोटाइप के लिए 1 एक्स ब्रेडबोर्ड

चरण 1: GPS का प्रोटोटाइप बनाना

सबसे पहले आपको घटकों और आर्डिनो कोड का परीक्षण करने के लिए डिवाइस को ब्रेडबोर्ड पर इकट्ठा करना होगा।

GPS को पावर देना

डिवाइस को पावर देने के लिए मैंने 2000 एमएएच की ली-आयन 18650 बैटरी का इस्तेमाल किया। ली-पो बैटरी की तरह इस तरह की बैटरी को नियंत्रित तरीके से चार्ज और डिस्चार्ज करने की जरूरत होती है। बैटरी को गलत तरीके से चार्ज करने से आग लग सकती है या ली-पो की तरह विस्फोट भी हो सकता है! शास्त्रीय फोन चार्जर का उपयोग करके इसे चार्ज करने में सक्षम होने के लिए आपको TP4056 आधारित मॉड्यूल का उपयोग करने की आवश्यकता है।

इस पहले चरण में आपको केवल बैटरी धारक से सकारात्मक (लाल) तार को मॉड्यूल पर B+ और बैटरी धारक से नकारात्मक (काले) तार को B- में मिलाप करने की आवश्यकता है। फिर आपको मॉड्यूल पर OUT+ और OUT- में तारों को मिलाना होगा, वे बाद में डिवाइस से कनेक्ट हो जाएंगे।

महत्वपूर्ण: एक बार डिवाइस पूरा हो जाने के बाद हमें कंप्यूटर में आर्डिनो को प्लग करना होगा, ऐसा करते समय डिवाइस से बैटरी को निकालना वास्तव में महत्वपूर्ण है, अन्यथा एक जोखिम है कि आर्डिनो बैटरी को चार्ज करना शुरू कर देगा। गलत तरीका है और इसमें फिर से आग लगने का खतरा है।

ब्रेडबोर्ड पर चीजों को तार-तार करना

अगला कदम थोड़ा मुश्किल हो सकता है: आपको ब्रेडबोर्ड पर सब कुछ तार करना होगा ताकि यह ऊपर की योजना से मेल खाए।

एक छोटी सी युक्ति: अपने ब्रेडबोर्ड पर उपलब्ध अधिकतम स्थान लें, और … अपना समय लें;)

चरण 2: कोड अपलोड करें

अब Arduino पर कोड अपलोड करने का समय आ गया है!

पहले सुनिश्चित करें कि बैटरी को बैटरी धारक से हटा लिया गया है, फिर आर्डिनो को कंप्यूटर से प्लग करें, संलग्न आर्डिनो कोड अपलोड करें और आर्डिनो को अनप्लग करें। आप अंत में डिवाइस में बैटरी लगा सकते हैं।

यदि आपके पास कोड के बारे में कोई प्रश्न है, तो बेझिझक उन्हें नीचे टिप्पणी अनुभाग में पूछें!:)

चरण 3: इसे काम करें

अब मैं समझाता हूं कि यह जीपीएस वास्तव में कैसे काम करता है:

जब आप उस बटन को दबाते हैं जो जमीन को जोड़ता है और +5V पिन को लगभग 3 सेकंड के लिए arduino से जोड़ता है तो GPS बूट हो जाता है।

GPS दो अलग-अलग मोड में बूट हो सकता है: कॉन्फ़िगरेशन मोड और वास्तविक GPS मोड। जिस मोड में आप बूट करते हैं उसे चुनने के लिए आपको A0 और ग्राउंड के बीच जुड़े दो पोजीशन स्विच की स्थिति बदलनी होगी।

कॉन्फ़िगरेशन मोड: इस मोड में आप चुन सकते हैं कि GPS आपके स्थान (अक्षांश, देशांतर, ऊंचाई और आपके स्थान की गणना करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपग्रहों की संख्या) को दशमलव डिग्री में प्रदर्शित करता है या यदि आप चाहते हैं कि यह आपका स्थान (पूर्व की ओर, उत्तर की ओर, ऊंचाई, ज़ोन और आपके स्थान की गणना करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपग्रहों की संख्या) UTM ग्रिड पर प्रक्षेपित (या इसका कोई भी संस्करण जैसा कि हम बाद में देखेंगे)। ईस्टिंग/नॉर्थिंग और अक्षांश/देशांतर मोड के बीच स्विच करने के लिए बस ए1 को जमीन से जोड़ने वाले पुश बटन को तब तक दबाएं जब तक कि डिस्प्ले "मोड: ई/एन" (ईस्टिंग/नॉर्थिंग के लिए) या "मोड: एल/एल" (अक्षांश के लिए) न दिखाए। / देशांतर)।

यदि आप अपने निर्देशांक दशमलव डिग्री में चाहते हैं तो "एल/एल" मोड का चयन करें और फिर दो स्थिति स्विच को जीपीएस मोड पर वापस स्विच करें। आपकी सेटिंग्स अब arduino की मेमोरी में सहेजी गई हैं और डिवाइस अब उपग्रहों के साथ सिंक हो जाएगा और आपकी स्थिति, ऊंचाई और आपके स्थान की गणना करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपग्रहों की संख्या प्रदर्शित करेगा। सावधान रहें: जीपीएस को उपग्रहों को सुनने की अनुमति देने के लिए आपको बाहर या खिड़की के करीब होना होगा! फिर बैटरी बचाने के लिए डिवाइस अपने आप बंद हो जाता है।

मानचित्र पर अपनी स्थिति का पता लगाने के लिए आपको शायद ईस्टिंग और नॉर्थिंग के संदर्भ में अपने निर्देशांक का उपयोग करना होगा। यह प्रणाली वास्तव में एक ग्रिड पर आपके जीपीएस निर्देशांक का प्रक्षेपण है। अधिकांश समय मानचित्र को UTM सिस्टम में ग्रैजुएट किया जाएगा, लेकिन कुछ देश इस सिस्टम के एक प्रकार का उपयोग करते हैं इसलिए आपको UTM सिस्टम और अपने मैप के प्रकार के बीच चयन करने के लिए एक और पैरामीटर सेट करना होगा।

अपने नक्शे की प्रणाली को खोजने के लिए आपको अक्सर उसके एक कोने में छोटे-छोटे शास्त्रों को देखना पड़ता है। यदि आपका नक्शा UTM सिस्टम में है तो GPS को पैरामीट्रिज़ करना सीधा है: A2 को जमीन से जोड़ने वाले पुश बटन को दबाएं ताकि स्क्रीन "ZONE: AUTO" दिखाए।

कई देशों में नक्शे UTM सिस्टम के स्थानीय संस्करण में हैं: उदाहरण के लिए स्वीडन में नक्शे अक्सर SWEREF 99 TM सिस्टम में होते हैं। यह सिस्टम ज़ोन 33 में UTM सिस्टम के समान प्रोजेक्शन का उपयोग करता है लेकिन पूरे देश में विस्तारित है! इसका अर्थ है कि यदि आप SWEREF 99 TM में मानचित्र का उपयोग करते हैं तो आपको GPS के क्षेत्र को मैन्युअल रूप से 33 पर ठीक करना होगा। ऐसा करने के लिए A2 को जमीन से जोड़ने वाले पुश बटन को तब तक दबाएं जब तक कि डिस्प्ले "ZONE: AUTO" न दिखाए और फिर A1 को जमीन से जोड़ने वाले पुश बटन को तब तक दबाएं जब तक कि डिस्प्ले "ZONE: 33" न दिखाए। इसी तरह, फ़िनलैंड में अधिकांश मानचित्र ETRS-TM35 प्रणाली का उपयोग करते हैं जो पूरे देश में विस्तारित क्षेत्र 35 में UTM प्रणाली है (इसलिए आपको यहां "ज़ोन: 35" का चयन करना होगा)। बहुत से देशों में इस प्रकार के UTM सिस्टम वेरिएंट हैं।

एक बार जब आप जीपीएस को सही ढंग से पैरामीट्रिज कर लेते हैं तो दो स्थिति स्विच को जीपीएस मोड में वापस स्विच कर देते हैं, आपकी सेटिंग्स अब सहेजी जाती हैं और डिवाइस अब उपग्रहों के साथ सिंक हो जाएगा, आपकी स्थिति प्रदर्शित करेगा और बंद हो जाएगा।

जीपीएस मोड:

डिवाइस बूट हो जाएगा और इसकी मेमोरी में संग्रहीत मापदंडों के अनुसार सीधे आपकी स्थिति दिखाएगा। एक बार पोजीशन प्रिंट हो जाने पर डिवाइस बैटरी बचाने के लिए सीधे खुद को बंद कर लेगा।

चरण 4: एक स्ट्रिप बोर्ड पर घटकों को मिलाएं और डिवाइस को असेंबल करें

अब जब सब कुछ काम करता है, तो योजनाबद्ध के अनुसार स्ट्रिपबोर्ड पर घटकों को मिलाप करें। आप स्ट्रिपबोर्ड डिज़ाइन के शुरुआती बिंदु के रूप में स्ट्रिपबोर्ड पर घटकों को व्यवस्थित करने के तरीके से शुरू कर सकते हैं। अधिक कॉम्पैक्ट सर्किट बनाने के लिए कुछ पट्टियों से तांबे को खरोंचने में संकोच न करें।

महत्वपूर्ण: आर्डिनो के पिन के पार तांबे को हटाना न भूलें;)

अंत में, गर्म गोंद के साथ स्क्रीन, बैटरी धारक और जीपीएस मॉड्यूल एंटीना को स्ट्रिपबोर्ड पर गोंद दें। शॉर्ट सर्किट से बचने के लिए यदि आवश्यक हो तो इन्सुलेट विद्युत टेप का प्रयोग करें।

डिवाइस को पूरा करने के लिए आपके पास अब दो विकल्प हैं: आप या तो एक प्लास्टिक बॉक्स के लिए ऑनलाइन खोज कर सकते हैं जो आपके तैयार जीपीएस के आयाम के अनुरूप होगा (आपको स्क्रीन, पुश बटन, स्विच और माइक्रो के लिए छेद काटना होगा) USB चार्जर इनपुट) या आप एक प्लास्टिक केस को 3D-प्रिंट कर सकते हैं जो आपके निर्माण के लिए पूरी तरह उपयुक्त होगा।