دستگاه ردیاب نجات خورشیدی با GPS و ESP32

طراحی بدنه این پروژه با الهام از ساختار یه قمقمه آب انجام شده تا هم جمع‌وجور باشه و هم قطعات به خوبی توش جا بگیرن. برای اینکه فرآیند پرینت سه‌بعدی راحت‌تر بشه، طراحی رو به چند بخش و لایه مجزا تقسیم کردیم. فایل‌های طراحی و فرمت‌های STL رو می‌تونی دانلود کنی تا دقیقا همین قاب رو برای خودت بسازی. کلا برای ساخت قاب این پروژه فقط به دو قطعه پرینت‌شده اصلی نیاز داریم.

اینجا کدهای اصلی پروژه رو برات قرار دادیم. یادت نره که قبل از آپلود کدها باید حتما کتابخونه TinyGPSPlus رو تو محیط آردوینو نصب کنی. قبل از اینکه شروع به مونتاژ و بستن قطعات تو قاب کنی، برد XIAO رو به کامپیوتر وصل کن و این کد رو روش فلش بزن.

#include <TinyGPSPlus.h>
#include <HardwareSerial.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SH110X.h>
// OLED setup
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
#define OLED_RESET -1
#define I2C_ADDRESS 0x3C
Adafruit_SH1106G display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);
// GPS setup
HardwareSerial GPS(1);
TinyGPSPlus gps;
#define GPS_RX 7 // GPS TX → ESP32 RX
#define GPS_TX 6 // GPS RX → ESP32 TX
#define GPS_BAUD 9600
void setup() {
Serial.begin(115200);
GPS.begin(GPS_BAUD, SERIAL_8N1, GPS_RX, GPS_TX);
// Initialize OLED
if (!display.begin(I2C_ADDRESS, true)) {
Serial.println("SH1106 OLED not found!");
while (1);
}
display.clearDisplay();
display.setTextColor(SH110X_WHITE);
display.setTextSize(1);
display.setCursor(0, 0);
display.println("GPS Initializing...");
display.display();
delay(2000);
}
void loop() {
// Read incoming GPS data
while (GPS.available() > 0) {
gps.encode(GPS.read());
}
// Draw UI
display.clearDisplay();
display.setTextColor(1);
display.setTextWrap(false);
// === LATITUDE ===
display.setTextSize(1);
display.setCursor(0, 3);
display.print("Lat");
display.setTextSize(2);
display.setCursor(22, 0);
if (gps.location.isValid()) {
display.print(gps.location.lat(), 6);
} else {
display.print("----");
}
// === LONGITUDE ===
display.setTextSize(1);
display.setCursor(0, 22);
display.print("Lon");
display.setTextSize(2);
display.setCursor(22, 18);
if (gps.location.isValid()) {
display.print(gps.location.lng(), 6);
} else {
display.print("----");
}
// === ALTITUDE ===
display.setTextSize(1);
display.setCursor(0, 40);
display.print("Alt");
display.setTextSize(2);
display.setCursor(22, 36);
if (gps.altitude.isValid()) {
display.print(gps.altitude.meters(), 1);
display.print("m");
} else {
display.print("--.-m");
}
// === SPEED ===
display.setTextSize(1);
display.setCursor(1, 56);
if (gps.speed.isValid()) {
display.print(gps.speed.kmph(), 1);
display.print(" kmph");
} else {
display.print("0.0 kmph");
}
// === SATELLITES ===
display.setCursor(86, 57);
display.print("Sats:");
if (gps.satellites.isValid()) {
display.print(gps.satellites.value());
} else {
display.print("--");
}
display.display();
// Serial monitor debug
if (gps.location.isUpdated()) {
Serial.print("Lat: "); Serial.print(gps.location.lat(), 6);
Serial.print(" | Lon: "); Serial.print(gps.location.lng(), 6);
Serial.print(" | Alt: "); Serial.print(gps.altitude.meters(), 1);
Serial.print("m | Speed: "); Serial.print(gps.speed.kmph(), 1);
Serial.print(" km/h | Sats: "); Serial.println(gps.satellites.value());
}
delay(500);
}

قبل از اینکه لحیم‌کاری و سیم‌کشی رو شروع کنیم، باید ماژول‌ها رو داخل قاب قرار بدیم. اما اول از همه به این شماتیک سیم‌کشی خوب نگاه کن تا بدونی دقیقا کدوم پایه به کجا وصل می‌شه.

یکی از مشکلاتی که با برد XIAO ESP32C3 داریم اینه که هیچ سوراخی برای پیچ کردن نداره، پس نمی‌تونیم مستقیم تو قاب پیچش کنیم. برای حل این مشکل، یه برد مدار چاپی (PCB) واسط طراحی کردم که XIAO روی اون لحیم می‌شه و خودش جای پیچ داره. می‌تونی فایل‌های این PCB رو دانلود کنی و سفارش بدی برات چاپ کنن تا کار مونتاژت خیلی تر و تمیزتر پیش بره.

حالا ماژول‌ها رو دقیقا مثل چیزی که تو عکس می‌بینی داخل بدنه اصلی جا بزن. سوراخ‌های روی ماژول‌ها رو دقیقا روی پایه‌های پلاستیکی پرینت‌شده تنظیم کن. برای محکم کردنشون نیازی به پیچ نیست؛ کافیه نوک هویه داغ رو روی زائده‌های پلاستیکی بذاری تا ذوب بشن و مثل یه پرچ محکم، ماژول‌ها رو سر جای خودشون قفل کنن. 1. اول برد XIAO PCB رو قرار بده. 2. ماژول شارژر خورشیدی رو تو جاش بذار. 3.

بعد نوبت ماژول GPS هست که تو شیار مخصوصش قرار بگیره. 4.

کلید کشویی رو تو قسمتی که روی بدنه براش طراحی شده قرار بده و با استفاده از دو تا پیچ ریز سایز M2 اون رو محکم سر جاش ببند.

برای نصب نمایشگر روی قاب بالایی (پنل جلویی)، کافیه یه مقدار چسب دور لبه‌های نمایشگر بزنی و اون رو دقیقا روی پنجره‌ای که براش طراحی شده فیکس کنی.

+3

1. تمام سیم‌کشی‌ها رو با دقت و طبق شماتیکی که در مراحل قبل دیدیم کامل کن.
2. دو تا سیم به پدهای مثبت و منفی پنل خورشیدی لحیم کن.
3. قاب بالایی رو روی بدنه اصلی قرار بده و با یه کم چسب دور لبه‌هاش، اون رو ببند.
4. باتری رو تو محفظه پشتی دستگاه قرار بده.
5. در آخر، پنل خورشیدی رو روی قسمت پشتی قاب با چسب محکم بچسبون.

دستگاهت آماده است! حالا با کلید کشویی روشن‌اش کن. به محض اینکه تو فضای باز قرار بگیری و سیگنال کافی باشه، شروع به دریافت اطلاعات GPS می‌کنه و مختصات رو بهت نشون می‌ده. این دستگاه می‌تونه زیر نور مستقیم خورشید یا از طریق ورودی USB شارژ بشه.

واقعا شگفت‌انگیزه وقتی به این فکر می‌کنی که هر بار موقعیتمون رو روی این دستگاه چک می‌کنیم، داریم با ماهواره‌هایی در ده‌ها هزار کیلومتر بالاتر از سطح زمین ارتباط برقرار می‌کنیم. این نگهبانان خاموش فضایی، ما رو تو دل کوه‌ها، اقیانوس‌ها و بیابان‌ها راهنمایی می‌کنن.

ردیاب نجات خورشیدی به ما یادآوری می‌کنه که چطور تکنولوژی فضایی که یه روزی فقط برای فضانوردها و فضاپیماها بود، الان تو دستای ماست و تو دورترین نقاط زمین به ما کمک می‌کنه و نجاتمون می‌ده.

از پیدا کردن کوهنوردهای گمشده تا کشف مناطق ناشناخته، GPS یکی از بزرگ‌ترین اختراعات نجات‌بخش بشریته. این پروژه که با انرژی خورشید کار می‌کنه، ترکیب جذابی از فضا، علم و بقاست و بهمون نشون می‌ده چطور تکنولوژی ستاره‌ها هنوز هم به ما کمک می‌کنه تا راه خونه رو پیدا کنیم.

تیم آیسی‌مدار همیشه تلاش می‌کنه تا بهترین و کاربردی‌ترین ایده‌ها رو به دنیای واقعی بیاره. اگه تو هم این ردیاب نجات رو ساختی یا تو مراحل ساختش به چالشی خوردی، حتما تو قسمت کامنت‌ها برامون بنویس. منتظر نظرات و عکس پروژه‌هاتون هستیم!