Info

GeocaSCH - Okos Geoláda GPS és Fotó funkcióval GeocaSCH - Okos Geoláda GPS és Fotó funkcióval

GeocaSCH - Okos Geoláda GPS és Fotó funkcióval

5/21/2023

Áttekintés

A GeocaSCH egy innovatív geoláda, amely a hagyományos Geocaching élményt kiegészíti opcionális fotó készítéssel és felhőalapú logbook funkcióval. Az eszköz célja, hogy a megtalálók ne csak logolhassanak, hanem a pillanatot vizuálisan is megörökíthessék. Miközben a hardver kivételes megbízhatóságot nyújt kültéri környezeti feltételek mellett, Mikulás Péter barátom által írt szoftver robosztusságot és alapos logolást biztosít.

Technikai megvalósítás

Hardver tervezés

  • Időjárásálló kialakítás:
    • 3D nyomtatott PETG ház: 800 gramm műanyagból nyomtatott, mechanikai terhelésre és ütésállóságra optimalizált doboz.
    • Vízállóság (2 rétegű védelem): Légmentes elektronikai rekesz, plexi védőpanellel és cseppálló kialakítással. Teljes doboz vízállósága IKEA ételtároló fedélnek köszönhető.
    • Mágneses napelem csatlakozás: Könnyű karbantartás és vízhatlan kapcsolat biztosítása.
    • Sárgaréz menetbetétek és precíziós tűfoglalatok: Hosszútávú mechanikai stabilitás.
  • Energiamenedzsment:
    • Napelemes tápegység: Önálló áramellátás hosszú távú működéshez.
    • Egyedi PCB tervezés: Optimalizált áramkör a modulok vezérléséhez és alacsony fogyasztáshoz.
    • Készenléti üzemmód: Csak 278 µA fogyasztás „deep sleep” állapotban (~1 év üzemidő töltés nélkül!).
  • Kommunikáció és szenzorok:
    • ESP32-S3 mikrovezérlő: I²C, UART, SCCB, DVP interfészekkel a Kamera, GNSS és további modulok integrálásához.
    • GNSS helymeghatározás: Pozíciónyilvántartás az eszköz nyomkövetéséhez.
    • 4G/LTE kapcsolat: Képadatok és telemetria feltöltése a szerverre.

Szoftver architektúra

  • Firmware: Arduino keretrendszerben fejlesztett kód, ESP32-S3 specifikus funkciók (PSRAM, deep sleep) kihasználásával.
  • Képmenedzsment:
    • Hardveres JPEG tömörítés: Képek méretének csökkentése a 4G adatforgalom optimalizálásához.
    • PSRAM tárolás: Képek ideiglenes tárolása a RAM terhelés csökkentése érdekében.
  • Rendszerdiagnosztika:
    • Töltőképernyős állapotjelzés a modulok inicializálásakor.
    • Hibanaplózás a webes admin felületen keresztül.

Kulcs funkciók

  • Fotó készítési lehetőség: Akár 5 MP felbontású képek készítése felhasználói beleegyezéssel.
  • Önálló energiaellátás: Napelemes rendszer és ultra-alacsony fogyasztású elektronika.
  • Kültéri tartósság: PETG ház, víz- és ütésálló kialakítás.
  • Webes admin felület: Képek moderálása, telemetriai adatok elemzése, eszköz állapotmonitorozás.

Alkalmazott technológiák

  • Mikrovezérlő: ESP32-S3
  • 4G/LTE GNSS modul: SIMCOM SIM7080G
  • Akkumulátor kémia: LiFePo4
  • Egyéb modulok: OV5640 kamera, OLED kijelző, SHT40 hő- és páratartalom- mérő és LIS3DH gyorsulásmérő szenzorok
  • PCB tervezés: Egyedi áramkör 2 betápos töltéshez, akkuvédelemhez és modulvezérléshez.
  • 3D nyomtatás: PETG és TPU anyagokból, olvasztásos menetbetétekkel
  • Kommunikáció: LTE, (GNSS), I²C, UART.
  • Adatfeldolgozás: JPEG hardveres tömörítés, PSRAM használata.
  • Felhőinfrastruktúra: PHP(myadmin) alapú saját admin panel, MariaDB adatbázissal és Apache2 weboldal.
  • CAD eszközök: EasyEDA (PCB tervezés), Fusion 360 (3D modellezés), Cura (3D nyomtatás).

Eredmények

  • 278 µA „deep sleep” fogyasztás
  • ~150 mA aktív fogyasztás
  • 1 év üzemidő készenléti módban napelemes töltés nélkül.
  • 3.7 MP alapértelmezett képfelbontás, opcionálisan 5 MP-re skálázható.
  • Webes felületre automatikus feltöltés 4G hálózaton keresztül.
  • Bemutató videó
← Vissza a projektekhez