[Arduino] GPSLogger

Tema en 'R/C TELEMETRÍA y UAV PROYECTOS' iniciado por raulhc, 25 Abr 2009.

  1. raulhc Miembro

    raulhc
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    Lo primero, por si a alguien le suena raro eso de "Arduino", aquí hay algo de información.

    Hace poco tiempo me he puesto con esto del arduino y quería hacer algo aplicable a nuestros aviones, así que se me ocurrió guardar las tramas que nos envía un GPS para después visualizar los vuelos en el Google Earth, por ejemplo.

    El proyecto lo llevamos a cabo edugarcia y yo, ademas que contamos con la inestimable ayuda de Cristóbal Fernández , que nos ayudo a resolver muchas dudas con los módulos GPS y las tramas NMEA que envían.

    Dentro de los Arduinos hay varios modelos, y como nos interesa que sea pequeño y de poco peso para llevarlo en el avion pues me decidí por el Arduino Pro Mini, en su version de 3.3v y 8Mhz. Para guardar los datos pensamos que lo mas sencillo y facil de manipular seria una microSD.

    La microSD trabaja a 3.3v así que se conecta directamente al arduino sin ningún tipo de interfaz.

    Este es el Arduino Mini Pro:
    [​IMG]

    Y este el zocalo para microSD que he usado:
    [​IMG]

    Para conectar el zocalo al arduino lo hacemos de la siguiente manera:

    [Zocalo microSD] <-> [Pin Arduino]

    CS <-> 10
    SCK <-> 13
    DI <-> 11
    DO <-> 12
    Vcc <-> Vcc
    Gnd <-> Gnd

    En el arduino podemos ver que hay tres pads GND. El que aparece en el lateral izquierdo de la imagen recomiendo no tocarlo, ya que ahí ira el conector para el grabador. Después, y siempre con la referencia de la imagen, tenemos uno arriba y otro abajo. En el de arriba lo he usado para la alimentación externa y el de abajo para el zocalo de la microSD.

    Despues tenemos que usar tres pines mas del Arduino, que serán dos para la alimentación externa y otro mas que ira al Tx del GPS.

    Serian:

    Pin RAW -> En este pin podemos conectar al Arduino a una fuente de alimentacion no regulada. Puede ser desde 3.3v a 12v
    Pin Gnd -> A la masa de la alimentacion, que tiene que ser la misma que va al GPS.
    Pin RX1 -> Al Tx del GPS.

    Ya solo nos queda grabar el programa. Podemos usar esta guia:

    http://arduino.cc/en/Guide/ArduinoProMini

    El grabador que se usa es el mismo del ardupilot, yo he soldado al arduino una tira hembra de pines torneados y después uso una tira de pines torneados macho para conectar el grabador al arduino, asi no ocupa mucho y puedo conectarlo fácilmente para actualizarlo o hacer pruebas.

    Tira de pines torneados hembra:
    [​IMG]

    Tira de pines torneados macho.
    [​IMG]

    El código consta de dos partes, una librería para grabar sobre la microSD y después el programa principal que se encargar de leer la información del GPS y enviarla para guardar.

    La única limitación actual es que la tarjeta tiene que estar formateada en FAT16 y el fichero donde se guardaran las tramas tiene que estar creado y almenos tener un caracter. Por defecto el fichero debe llamarse "gps.log" (se puede cambiar en el código). Otra cosa importante es que el fichero tiene que estar en el raiz y el nombre tiene que ser del formato 8+3 (8 caracteres máximo para el nombre y 3 para la extensión). Es una limitación para tampoco muy importante, con el tiempo se intentara que el fichero se cree automáticamente o por lo menos que no haya falta que tenga mínimo un carácter. Yo creo el fichero y escribo unas lineas al principio a modo de cabecera.

    Como todos los datos irán en un mismo fichero en cada sesión se creara una linea con dos guiones "--" para poder ver fácilmente las tramas que corresponden a cada vuelo.

    Para guardar las tramas pensamos que no era necesario guardarlas todas, ademas que nos puede quedar un fichero enorme. Lo preparamos para que se guarden cada vez que se detecte un desplazamiento de X metros o una diferencia de X metros en altura. Y para determinar cual seria la primera trama lo que hacemos es recibir un numero X de tramas donde no debe de haber entre ellas una distancia superior a 10 metros y la diferencia en altura no sea superior a 5 metros. En el momento que haya cobertura de satelites en muy pocos segundos se cumplen estas condiciones en un funcionamiento normal y ya se obtiene la primera trama.

    Todos estos valores de distancia, altura o numero de tramas iniciales los podemos configurar facilmente, incluso si deshabilitamos que se tenga en cuenta la distancia y la altura, y le decimos que no tengan en cuenta las tramas de establecimiento de posición de inicio haremos que se guarden todas las tramas que vengan del GPS. Esto queda a gusto de cada uno.

    En el fichero "ArduinoMiniGPSLogger" en las primeras lineas nos encontramos la configuración:

    BAUD_RATE -> Velocidad en baudios a la que trabaja el GPS (por defecto 9600)
    DIFF_DISTANCE -> Distancia en metros que se debe recorrer para guardar una posicion (por defecto 5 metros)
    DIFF_ALTITUDE -> Diferencia de altura en metros que se debe recorrer para guardar una posicion( por defecto 5 metros)
    USE_DISTANCE -> Indica si se debe usar la distancia para guardar una posicion. (0 para deshabilitarlo y 1 para habilitarlo)
    USE_ALTITUDE -> Indica si se debe usar la altura para guardar una posicion. (0 para deshabilitarlo y 1 para habilitarlo)
    CHECK_POSITION -> Numero de veces que se debe leer una posicion para establecerla como primera lectura valida (por defecto 10 tramas)
    FILE_LOG -> Fichero donde se guardaran las tramas NMEA obtenidas del GPS (por defecto "gps.log")

    De las tramas que llegan del GPS solo se analiza y se guarda la GPGGA, mas que suficiente para obtener latitud, longitud y altura, que serán los datos que se usaran para determinar si una trama debe ser guardada o no.

    El código del programa se puede descargar desde aquí:

    http://code.google.com/p/arduino-gpslogger/

    Y la librería necesaria para grabar en la microSD:

    http://code.google.com/p/arduino-filelogger/
    (Para instalar la librería solo es necesario copiar esta al directorio \Hardware\Libraries dentro de donde este instalado el arduino).

    Algunas fotos de como queda el montaje (** Importante, el peso final tal como se ve en las imágenes es de 6g **):
    [​IMG]

    [​IMG]

    Mas fotos en:
    http://www.flickr.com/photos/raulhc/sets/72157617214875959/


    Yo una vez que obtengo las tramas uso la siguiente página para generar un fichero kml y así abrirlo directamente con Google Earth y visualizar la ruta:
    http://www.gpsvisualizer.com/map_input?form=googleearth

    El arduino mas el lector de microSD me costaron en sparkfum 34$ en total.

    De momento no lo tengo probado en vuelo, entre el tiempo que hace por aquí y los chollos llevo un tiempo sin volar. Lo tengo bien probado dando paseos por mi pueblo o cuando me muevo en coche. También he subido hoy mismo a dar un paseo por la montaña y resulta curioso visualizar la ruta despues en el Google Earth.

    Si alguien quiere ver una prueba hecha caminando por mi pueblo:
    http://www.noflyarea.com/files/gpslogger_paseo_demo.kml

    En esa prueba use un EM-406 (1Hz), hay que tener en cuenta que los GPS no son del todo precisos y tienen unos metros de margen de error, pero es bastante aproximado.

    Lo he probado con EB-85, LS20033 y EM-406. Y de momento solo microSD de 1Gb, pero la verdad, con 1Gb tenemos para bastantes vuelos sin tener que borrarla.

    Bueno, si alguien se anima a construirlo por aquí estaremos por si hay que echar una mano.

    Un saludo.
     
    #1 raulhc, 25 Abr 2009
    Última edición: 26 Abr 2009
  2. Fred Gurú FPV

    Fred
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    Gracias por compartir este proyecto muy interessante, y por la documentacion muy completa!
     
  3. xavi Maestro FPV

    xavi
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    Muy bien por el proyecto, ahora la pregunta es si se puede utilizar el arduopilot que muchos tenemos agregando el software correspondiente y la micro SD.


    Un saludo
     
  4. raulhc Miembro

    raulhc
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    Mi primera intención era esa, pero cuando vi lo que ocuparía solo el código para grabar en la microSD pues ya vi que era casi imposible. Y aunque consiguieramos reducir a lo mínimo el código sería inviable para el ardupilot con el ATmega168 debido al consumo de memoria RAM.

    Si estoy casi 100% seguro que seria posible incluirlo en el ardupilot con el ATmega368, ya que tiene el doble de memoria RAM.

    Para ajustar ya el código al Arduino Pro Mini(ATMega168) ya me llevo algo de trabajillo extra. Lo desarrolle todo sobre un arduino duemilanove con el ATmega368 y cuando me dispuse a preparar el mini casi me da mal, ni siquiera arrancaba :locos:

    No obstante aunque mi primera intención fuera incluirlo en el ardupilot y no se pudiera continué el proyecto ya que por 24 eurillos me he preparado un GPSLogger que lo puedo conectar a casi cualquier GPS / OSD.

    Si fuera el caso no me costaría mucho incluir la funcionalidad en el ardupilot ATmega368.

    El cacharrillo asi montado esta bien por si por ejemplo tienes dos aviones o se comparte entre varios pilotos.

    Un saludo.
     
  5. pepeleshe Nuevo Miembro

    pepeleshe
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    Enhorabuena Raúl, y gracias por compartir tu esfuerzo gratuitamente.
     
  6. MiguelRodrigues Nuevo Miembro

    MiguelRodrigues
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    Fantastico na conception e na partilha de conhecimento....
    Agora tenho de pedir a mi companheira para gastar mais uns €€€€

    Raul ás pensado como ligar o GPSLogger ao Dakar por exemplo para utilizar el mesmo gps?
    Dizes que usas o mesmo Programador (FTDI) de Ardupilot, no necessitas da programadora FTDI de 3.3V ? http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8772
    el Ardupilot penso que usa FTDI de 5v.

    Gracias
     
    #6 MiguelRodrigues, 26 Abr 2009
    Última edición: 26 Abr 2009
  7. raulhc Miembro

    raulhc
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    Nada, que no hace falta dar las gracias :icon_redface:, que esto esta hecho por hobby y si le vale para alguien mas pues mejor :wink:

    Creo que edugarcia (que esto no lo he hecho solo!) tambien piensa igual, asi que gracias por las gracias :locos: jajajaj pero tampoco es para tanto.

    Yo si doy las gracias al proyecto arduino, que esto lo intente con PIC's y me resulto demasiado dificil!!!, con arduino fue facil.

    Un saludo.
     
  8. raulhc Miembro

    raulhc
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    Hola,

    yo el programador que use es el que me llego con el pedido del Ardupilot, si te das cuenta el ardupilot no toma la alimentacion del programador, hay que alimentarlo externamente o hacer un apaño para que coja la alimentacion del FTDI.

    El que indicas en ese link, el de 3.3v, es el que estoy usando para el GPSLogger. Y la verdad, ahora no me doy cuenta si con el pedido de ardupilots se pidio el de 5 o el de 3.3, pero el que me llego a mi es justo el de 3.3

    Si tuvieras el de 5 podrias grabarlo si evitas que le llegen los 5 voltios del grabador al pin Vcc y alimentas el arduino mini con una fuente externa o conectado los 5 voltios del FTDI a la entrada raw del arduino.

    Un saludo.
     
  9. acristóbal Gurú FPV

    acristóbal
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    Gracias.
    Vaya equipo teneis por ahí arriba en asturias.

    Desde hace mucho tiempo me rondaba la cabeza y estuve a punto de comprar un Logger externo pero como no estoy para gastos extras al final lo dejé.

    Perdona que insista con el tema del Ardupilot, pero yo no lo tengo todavía (pero lo tendré) y como ya compraré la versión con el ATmega 368 mi pregunta es:
    ¿podría correr el ardupilot con el GPSlogger integrado?
    ¿Has mirado si los pines usados por el AP se comparten con la tarjeta microSD?
    ¿Vas a intentar desarrollarlo? o directamente compro las dos placas AP y mini pro.

    ¿Mi GPS el Em406 funciona a 5 V, puede eso dañar al Arduino?

    Si intentamos conectar los datos del GPS a tres aparatos (Dakar, AP y GPSLogger) seguramente no funcionara, ¿verdad?

    Gracias por las respuestas
     
  10. raulhc Miembro

    raulhc
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    Hola,

    lo que hace no fijarse en las cosas!!!, no me habia dado cuenta de si el ardupilot dejaba libres las conexiones para la microSD. Y despues de echar un vistazo parece que no. Tengo que aclarar que la comunicacion del Arduino con la microSD se hace a traves del puerto SPI y este corresponde con los pins 10,11, 12 y 13 del arduino, asi que no es posible conectarlo de otra manera. El ardupilot hace uso del 10, el 12 y el 13, asi que no es posible conectarlo!! :sad: La solucion pasaria por un rediseño de la placa y dejar esos pines libres.

    Pero bueno, pensemos en positivo, si fuera posible estaria muy bien, pero si ya tienes el ardupilot y el grabador el arduino mini son solo 19$ mas (es realmente barato el cacharrilo).

    El arduino viene preparado para poder conectarle desde 3.3v a 12v, asi que puedes alimentarlo perfectamente con los 5 voltios del OSD. Depues el internamente trabaja a 3.3 (parece imposible pero tambien incluse regulador de tension) y es perfecto para conectarlo a la linea Tx del GPS.

    Sobre lo de conectar Dakar, AP y el bicho este pues no se decirte. Dakar y GPSLogger o Dakar y AP irian bien, pero los tres ni idea. Yo en estas cosas de la electronica de consumos, y muchas cosas mas, estoy mas perdido que una cabra en un garaje:locos: Tendriamos que preguntarselo a Cristobal o a alguien que controle de esto.

    El arduino es este:
    http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8824

    Un saludo.
     
  11. acristóbal Gurú FPV

    acristóbal
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    Que pena.
    pero como no hay mal que por bien no venga, me alegro por mí ya que poco a poco voy aprendiendo cosas que hace un año ni me las planteaba.
    Ya sé que para muchos esto que voy a decir es para mear y no echar gota, pero solo el hecho de pensar que las salidas del AP se necesitarían libres para el micro SD y que fuera cierto me alegra ya que voy cogiendo un poco base para comenzar a hacer alguna cosita en electrónica.

    Lo bueno sería poder utilizar un GPS de los que se habla en el hilo de los GPS baratos. ¿Como andaría la cosa?

    http://www.aeromodelismovirtual.com/showthread.php?t=2797


    O incluso sacar el dato del GPS tracker y así ya tienes el localizador y el Data Logger

    Bueno habrá que buscar las mejores posibilidades para este buen invento.

    Gracias.
     
  12. Fleming Miembro

    Fleming
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    Buenas,

    Enhora buena Raul,
    Como ya te había dicho, me parece un proyecto ineresantísimo. La semana pasada me bajé el código para mirarlo, pero aún está en la carpeta de cuarentena:frown::frown:

    Como siempre en estos casos, muchas gracias por compartirla con todos nosotros, es una aportación muy ineresante para algún proyecto futuro más grande.

    Cuando tenga un ratillo la compilo y juego con ella. Por cierto, habéis pensado en meterle las librerías de SPI por software (en vez de utilizar el SPI del Atmel) y así comunicarse con la tarjeta con otros pines que no sean 10, 11, 12 y 13. Ya se que estó hará aumentar el tamaño, pero pensando en un AP con el ATMEGA328.... a lo mejor se puede combinar.

    Saludos y gracias de nuevo.
     
  13. raulhc Miembro

    raulhc
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    Supongo que no habria problema en usar un GPS de esos, o si fuera el caso adecuarlo.

    Pero primero a ver que dice Cristobal o alguien que nos lo pueda decir sobre lo de conectar Dakar, Ardupilot y GPSLogger al mismo GPS.

    Un saludo.
     
  14. Alejandro Villa Miembro

    Alejandro Villa
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    ...Y ya que en el foro hay gente con todo tipo de habilidades, por que no encargar a alguien que realize un nuevo circuito con las salidas libres, otro se encargaria de cambiar el software del ardupilot, y esta excelente adicion de Raul estaria disponible entonces. Hasta tienen alguien que se puede encargar de hacer el pedido conjunto. :biggrin:
     
  15. raulhc Miembro

    raulhc
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    La parte de guardar en la microSD la hizo por completo edugarcia, a ver si le esto y puede comentar algo. Seria una posibilidad para añadir esto al ardupilot. Los pines digitales que quedan libres del ardupilot con el ATmega168, y que supongo son los mismos que el que lleva el ATmega368, son:

    D6, D7, D8 y D11

    Despues los libres analogicos, y que se pueden usar tambien como digitales serian:

    A0, A1, A2, A3, A4 y A5

    Y ya que estamos estos son los que estan en uso:

    D0 -> Rx
    D1 -> Tx (no se usa pero corresponde al serie)
    D2 -> Servo 1 IN
    D3 -> Servo 2 IN
    D4 -> MUX IN (para habilitar / deshabilitar el autopiloto)
    D5 -> Mode IN (Por si tienes un switch con tres posiciones para habilitar el autopilot), podria quedar tambien libre.
    D9 -> Servo 1 OUT
    D10 -> Servo 2 OUT
    D12 -> Lock LED
    D13 -> LED de Estado

    Esta informacion la saque de un comentario que se puede ver en esta pagina del ardupilot:
    http://diydrones.com/profiles/blog/show?id=705844:BlogPost:44814&page=13#comments

    Un saludo.
     
  16. raulhc Miembro

    raulhc
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    Pues le he preguntado a Cristóbal y esto me ha contestado:

    Así que en principio no habría problema.

    Un saludo.
     
  17. Fleming Miembro

    Fleming
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    No hombre, el ardupilot también funciona a 5 voltios. Es más el ardupilot trae un conector para el GPS Em406 en la placa.

    Todo dependerá del transistor de salida del GPS. Se puede hacer la prueba de El_nono, que los yankis le llaman Try&error. Si no funciona se le mete un perro LM324 como seguidor de tensión y a correr.

    Saludos.

    P.D:Ejemplo de un seguidor de tensión:
    http://es.wikipedia.org/wiki/Amplificador_operacional#Seguidor
     
    #17 Fleming, 27 Abr 2009
    Última edición: 27 Abr 2009
  18. jlezana Miembro Activo

    jlezana
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    Sigo maravillandome con todo esto... y lo que podria ser llevado al Ardupilot jejeje

    Saludos y gran aporte...

    Jorge L.
     
  19. acristóbal Gurú FPV

    acristóbal
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    Gracias, eso lo tenía claro, me refería al Mini pro que funciona a 3,3V


    Gracias por la info, cuando tenga en ardupilot lo probaré
     
  20. Fleming Miembro

    Fleming
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    Perdona, ne me expliqué suficientemente bien y tampoco había entendido completamente tu pregunta.
    El arduino Pro Mini efectivamente funciona a 3.3V:
    http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardProMini
    Pero tiene regulador interno, así que lo tendrás que alimentar a 5 voltios.

    Con respecto al tema de la señal TX del GPS, en principio no hay problema, yo he conectado lógicas de 5 a 3.3 voltios para pruebas, pero no es muy recomendable no dejarlo definitivo. Con un divisor resistivo lo puedes resolver.

    Saludos.
     
  21. raulhc Miembro

    raulhc
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    Los modulos de GPS que usamos creo que todos llevan logica TTL de 2.85 voltios. Que el arduino que se usa para el GPSLogger trabaje internamente a 3.3v nos evita tener que usar diodos o interfaz de transistores como hace por ejemplo el DakarOSD.

    Despues como la microSD trabaja a 3.3v pues perfecto!!. Lo bueno del montaje es lo sencillo que queda, son solo unas pocas soldaduras nada complicadas. Nos permite conectarlo por ejemplo a la alimentacion de nuestro OSD y al Tx del GPS directamente, sin preocuparnos de voltajes o de interfaces.

    Como anecdota, uno de los que hizo el ardupilot, Jordi, me comento que el se hizo un GPSLogger identico, que uso exactamente lo mismo!!, nos reimos cuando vimos que sin haber comentado nada, ni siquiera haber hablado nunca antes, hicimos lo mismo pero por separado.

    Un saludo.
     
  22. acristóbal Gurú FPV

    acristóbal
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    Ok, pues entonces yo me voy a hacer uno.
    Conectaré el GPS (EM 406) al Dakar y al GPS logger, más adelante vendrá el ArduPilot

    Por cierto, para que grabe diferentes vuelos que hay que hacer? un reseteo?

    ¿Podré utilizar el FTDI de 3,3V para más adelante programar el AP?
     
  23. raulhc Miembro

    raulhc
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    De momento todos los vuelos van en un mismo fichero y cada vez que se reinicia (pulsando el boton del reset o por que cortemos alimentacion) se crea un par de lineas con guiones "-" para indicar que se inicia una nueva sesion. En casa tendriamos que abrir ese fichero y crear nosotros a mano los ficheros de cada vuelo con el contenido (copiar / pegar). Es la unica pega.

    Se intentara mejorar para ver si es posible ir creando un fichero por sesion. Jordi me recomendo que echaramos un vistazo a una libreria de la gente de ladyada:

    http://www.ladyada.net/make/gpsshield/download.html

    El FDTI de 3.3v es tambien el que se usa para el ardupilot, por lo menos es el que me llego a mi del pedido cojunto que se hizo. El tema es que el ardupilot no toma la alimentacion del FTDI, hay que usar una alimentacion externa a 5 voltios, por eso sirve perfectamente el FTDI de 3.3v.

    Un saludo.
     
  24. acristóbal Gurú FPV

    acristóbal
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    Perfecto

    Gracias
     
  25. Pumuky Gurú FPV

    Pumuky
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    Bueno pues ya la hemos liado del todo, resulta que hoy estuvo aqui un compañero del foro que vino a recoger unas placas, tambien me estuvo pidiendo unos consejos sobre ardupilot, y de paso me trajo unos REGALITOS:redface2::redface2: se vino con uno de estos:
    http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8255

    otro de estos:

    http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9152

    y por si era poco tambien me trajo un Arduino nano.:eek:hmy::eek:hmy::eek:hmy::eek:.


    Ya la hemos liado, ahora si que me toca ponerme al dia con todo esto. Joder despues de regalarme todo eso, como me niego yo a ajustarle su Ardupilot y dejarselo mas fino que el mio, jajajaja.

    Bueno en cuanto saque algo de tiempo me pondre manos a la obra, pero me parece ami que tengo yo mucho peligro con tanta plaquita en mi casa, va a venir alguien a casa y al tocar el timbre se activara la apertura de puertas, el hielo saldra del frigorifico, a la vez que unos vasos hacen un recorrido por unas rampas, a todo esto recibire la visita, un sistema automatizado llamara a mi perro, dandole un premio para que deje de ser tan pegajoso con las visitas, despues nos sentaremos en el sofa, donde se habran colocado unas bebidas fresquitas. Este foro lo estare escribiendo desde el sillon mientras estoy todo tirado, pero no con un portatil ni con un grabador de voz, sino que estan escribiendo todos mis pensamientos a la vez que los pienso, asi no necesito estar aqui contestando los post, estos apareceran en la tele como subtitulos y contestados de esta manera ,jajajajajajajjajajajajaja.

    bueno ya paro que arranco y no paro.

    saludos
     
  26. raulhc Miembro

    raulhc
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    Menudos regalazos!!! :eek::eek::eek:

    Pues ala, ahora ya no tienes excusa, a romperse la cabeza y sacarle partido. Piensa que tambien puedes hacer pruebas de cosas que quieras usar para el ardupilot, por ejemplo, pero mucho mas facil que tener que conectar el ardupilot o estar soldando.

    Tienes ahora una buena plataforma de desarrollo y de pruebas :baba:

    Un saludo.
     
  27. jlezana Miembro Activo

    jlezana
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    :laugh::laugh::laugh: Me he reido su resto con lo de Pumuky, al mismo tiempo mucha envidia....
    jajajajaj

    Saludos

    J.L
     
  28. Pumuky Gurú FPV

    Pumuky
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    Pues si ahora me tocara estudiar un poquito mas, los regalos pues estupendisimos, jejeje ademas me hicieron ilusion, esto tiene unas aplicaciones infinitas para mi, osea muchisimas mas de las que sere capaz de aprovechar, pero de seguro que algo sacare.
     
  29. jlezana Miembro Activo

    jlezana
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    Vas a tener que estudiar C++

    JAJAJAJ ahi te quiero ver...

    Saludos

    J.L
     

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