مسیریاب الکترونیکی GPS برای رالی و موتورسواران

همان‌طور که توی طراحی می‌بینی، بدنه یک تکه نیست. قطعه‌های مختلف را با دو رنگ متفاوت طراحی کردم و کنار هم قرار دادم تا یک ظاهر خاص و متمایز به دست بیاد. مدل‌های سه‌بعدی تمام قطعات را از کتابخانه‌های آماده برداشتم. پوستهٔ اصلی را با Autodesk Fusion 360 طراحی کردم، بعد همهٔ بخش‌ها را با فرمت STL خروجی گرفتم و پرینت سه‌بعدی کردم.

حالا نوبت پرینت گرفتن از همهٔ قطعات می‌رسد. من گنبدهای روی بدنه را با فیلامنت زرد و مشکی PLA پرینت گرفتم. ترکیب این دو رنگ ظاهر نهایی را جذاب‌تر می‌کند.

قلب تپندهٔ این پروژه، برد کوچک و جدید ePaper یعنی XIAO EE05 از Seeed Studio است. این برد راه‌انداز روی Xiao ESP32-S3 Plus سوار شده و کلی پایهٔ GPIO اضافی برای اتصال سنسورهای بیرونی و قطعات جانبی در اختیارت می‌گذارد. دکمه‌های قابل برنامه‌ریزی، کانکتور باتری، کلید پاور و مهم‌تر از همه پشتیبانی از Sensecraft HMI را هم یکجا دارد.

پلتفرم Sensecraft HMI بدون نیاز به کدنویسی، طراحی پروژه‌های مختلف ePaper را فوق‌العاده راحت می‌کند. به لطف این برد، دیگر نیازی به PCB سفارشی یا لحیم‌کاری‌های پیچیده نیست. همهٔ اجزای ضروری مثل دکمه‌های فشاری، کلید پاور و سوکت باتری از قبل روی برد تعبیه شده‌اند. ساخت پروژه واقعا ساده پیش می‌رود.

برای پیدا کردن موقعیت زندهٔ GPS از ماژول GNSS مدل L76 کیلواهم استفاده کردم. این گیرندهٔ چندمنظوره و کم‌مصرف دقیقا برای بردهای XIAO طراحی شده و با تمام نسخه‌های XIAO سازگار است.

این ماژول از مجموعه ماهواره‌های GPS، BeiDou، GLONASS و QZSS پشتیبانی می‌کند و می‌توانی موقعیت‌یابی را هم به‌صورت ترکیبی چندسیستمی و هم تک‌سیستمی مستقل داشته باشی.

با قابلیت AGNSS، تقویت‌کنندهٔ کم‌نویز داخلی و فیلتر موج صوتی سطحی، به موقعیت‌یابی سریع و دقیق می‌رسی. آنتن فعال و باکیفیت GNSS هم برای فرکانس‌های GPS L1 C/A, BeiDou B1 و GLONASS L1 بهینه شده که پوشش گسترده و دریافت قابل‌اطمینان را تضمین می‌کند. این ماژول واقعا ردگیری موقعیت را متحول کرده. همین قابلیت‌ها باعث شده موقعیت‌یابی زنده در پروژهٔ ما دقیق و روان کار کند.

از آنجایی که ماژول سوراخ پیچ ندارد، بهتر است از برد نگهدارندهٔ مخصوص Xiao که خودم طراحی کرده‌ام استفاده کنی. کافی است ماژول را روی آن برد لحیم کنی؛ جای پایه‌هایش دقیقا مثل خود Xiao است و کاملا جواب می‌دهد. اگر دوست نداری از PCB آماده استفاده کنی، می‌توانی یک برد پروتوتایپ سوراخ‌دار را به اندازه ببری و با سوراخ‌های پیچ هم‌راستا کنی تا توی قاب داخلی محکم شود.

اگر به فایل PCB نیاز داری، می‌توانی از طراحی آماده‌ای که برای این پروژه در نظر گرفته شده استفاده کنی.

برای این پروژه از یک صفحه‌نمایش e-ink 4.26 اینچی تک‌رنگ استفاده کردم. این اندازه نه زیادی کوچک است و نه زیادی بزرگ؛ درست به اندازه‌ای است که اطلاعات را خوانا و زیبا نشان بدهد. ضمنا با برد EE05 هم سازگاری کامل دارد و یک انتخاب عالی به حساب میاد.

با توجه به محل قرارگیری برد EE05 در بدنه، بهتر است از کابل افزایش طول مخصوص نمایشگر استفاده کنی. کابل FPC و کانکتور آن همگی داخل بستهٔ EE05 موجود است؛ برای همین نیازی نیست دنبال کابل و سوکت مناسب بگردی و کار را خیلی ساده می‌کند. فقط کافی است طبق عکس همه‌چیز را به هم وصل کنی.

بعد از وصل کردن کابل رابط، مراحل نصب نمایشگر را به ترتیب زیر انجام بده:

1. نمایشگر را روی بدنهٔ اصلی قرار بده.
2. قاب داخلی را روی بدنهٔ اصلی بگذار.
3. با چهار عدد پیچ M2 به طول 5 میلی‌متر قاب داخلی را روی بدنه محکم کن.

برد EE05 را روی قاب اصلی قرار بده و با چهار پیچ M3 به طول 5 میلی‌متر ببندش. سپس کابل‌های نمایشگر را وصل کن.

1. کابل رابط بیرونی را از زیر برد EE05 وارد کن.
2. ماژول GPS را در جای خودش قرار بده.
3. با دو عدد پیچ M3 به طول 5 میلی‌متر محکمش کن.

1. کابل آنتن را از سوراخ پایهٔ نگهدارندهٔ آنتن رد کن.
2. آنتن GPS را داخل پایه نگهدارنده جا بزن.
3. درپوش جلویی آنتن را روی آن قرار بده.

1. کابل آنتن را از سوراخ بدنهٔ اصلی عبور بده.
2. با استفاده از هویه، پایهٔ آنتن را به بدنه فیوز کن و محکم جوش بده.
3. سوکت آنتن را به کانکتور روی ماژول L76 کیلواهم وصل کن.

1. کلید پاور را در شکاف پرینت‌شده قرار بده.
2. با پیچ M2 به طول 5 میلی‌متر آن را روی بدنه اصلی محکم کن.

1. دو دکمهٔ فشاری را در سوراخ‌های تعبیه‌شده روی بدنه اصلی جا بده.
2. آن‌ها را به بدنه ثابت و محکم کن.

این هم از دیاگرام سیم‌کشی eRoadBook. قرار نیست از کلید پاور خود برد EE05 استفاده کنیم؛ در عوض چند سیم را به مدار تغذیه لحیم می‌کنیم تا به یک کلید بزرگ‌تر روی بدنه وصل شود. حالا طبق نقشهٔ داده‌شده تمام قطعات را به هم سیم‌کشی کن.

1. درب پشتی را کاملا ببند و با پیچ‌های M3 به طور ایمن محکم کن.
2. با استفاده از نوک هویه، دو عدد اینسرت رزوه‌ای M3 را داخل سوراخ‌های درب پشتی ذوب کن و جا بزن.

1. فریم نمایشگر را روی المان جلویی قرار بده.
2. کل این مجموعه را مقابل بدنهٔ اصلی بگذار.
3. با پیچ‌های M3 ببند و محکم کن. (پیچ‌های M3 را به طول 3 میلی‌متر ببر یا از پیچ‌هایی با همین اندازهٔ دقیق استفاده کن. اگر پیچ بلندتری به کار ببری، ممکن است به صفحه‌نمایش آسیب بزند.)

مقداری چسب قطره‌ای بزن و بعد روکش دکمه را دقیقا روی دکمه‌ها قرار بده و کمی فشار بده تا بچسبد.

سخت‌افزار ما آماده است. حالا وقتشه که کد را روی برد آپلود کنی. وارد محیط Arduino IDE شو و قبل از بارگذاری کد، حواست باشد که کتابخانه‌های پیشنهادی را کامل نصب کرده باشی.

1. در بخش Board، برد XIAO ESP32S3 Plus را انتخاب کن.
2. مطمئن شو کتابخانهٔ مربوطه فعال باشد.
3. فایل driver.h را هم اضافه کن.

با چند پیچ M3 آداپتور نگهدارنده را به پشت دستگاه ببند. برای نصب روی فرمان، بهترین راه استفاده از یک نگهدارندهٔ موبایل آماده است. دستگاه خیلی راحت توی آن محکم می‌شود.

+1

برای راه‌اندازی ارتباط دیتا، لپ‌تاپ یا گوشی‌ات را به وای‌فای Roadbook وصل کن. رمز عبور roadbook123 است. حالا مرورگر را باز کن و آدرس 192.168.4.1 را وارد کن. وارد صفحهٔ پیکربندی می‌شوی. از این صفحه می‌توانی کارهای زیر را انجام بدهی:

1. وارد کردن اطلاعات اضطراری
2. مدیریت داده‌های نقطه‌های مسیر (Waypoints)
3. ذخیره و ساختن سفرهای جدید

در برگهٔ Trips می‌توانی مأموریت مسیریابی فعلی را برای استفادهٔ بعدی ذخیره کنی. با این قابلیت، برنامه‌ریزی چندین سفر مختلف و ذخیرهٔ آن‌ها روی دستگاه خیلی ساده است.

امیدوارم از این پروژه حسابی لذت ببری! اگر تغییری توی کد ایجاد کردی، خوشحال می‌شویم که نسخه‌ای از آن را با بقیه هم به اشتراک بگذاری تا همه استفاده کنند. هر سوال یا پیشنهادی هم داشتی، حتما با ما در میون بذار.

خب، این هم از مسیریاب رالی‌مان. با هم یک گجت جان‌سخت، کم‌مصرف و خوش‌دست ساختیم که می‌تواند هم‌سفر ماجراجویی‌هایت باشد. از طراحی سه‌بعدی و پرینت قطعات گرفته تا سیم‌کشی و کدنویسی، همه را پشت سر گذاشتیم. امیدوارم همانقدر که من از ساختنش کیف کردم، تو هم از نتیجه لذت برده باشی.

اگر در حین ساخت به مشکلی خوردی، یا ایده‌ای برای بهتر شدن دستگاه داری، خوشحال می‌شویم در آیسی‌مدار نظراتت را بخوانیم. می‌توانی با خلاقیت خودت کد را ارتقا بدهی و نتیجه را با دیگران به اشتراک بگذاری. ممنون که تا انتهای این آموزش همراهمان بودی. منتظر پروژه‌های بعدی آیسی‌مدار باش!