几千年来,人们一直将海洋作为食物来源和运输货物的方式。他们所做的最重要的事情之一就是跟踪他们的位置。如果他们在海上迷路了,他们永远不知道他们会在哪里登陆。幸运的是,他们开始制作图表和工具来帮助导航。六分仪是制作的工具之一,但本文不是关于六分仪的使用。
在现代,我们使用 gps 在海上导航。最早的海上 gps 设备只给出纬度和经度。要找到您的位置,您必须在海图上写下纬度/经度。从那时起,gps 海图绘图仪的发展已经取得了长足的进步。它们的工作方式类似于您车内的 gps 导航系统。您有很多不同的供应商,有很多不同的型号可供选择。型号越好,价格越高。最大的公司之一garmin以 199 美元到 10,000 美元以上的价格销售图表绘图仪。第一个是4英寸屏幕,最后一个是24英寸全高清屏幕。
garmin.com的屏幕截图
garmin.com的屏幕截图
其他供应商是lowrance和west marine。
有些系统可以让您定义什么是浅水和危险水域。当你计划你的旅行时,你可以在地图上做两个点,并告诉它计算路线。这将使旅途安全,因此您不会被困在陆地上。
我不想把那么多钱花在我自己建造和制造的东西上。环顾四周,我找到了我需要的大部分零件。我找到了三个最重要的东西:一个 raspberry pi、一个 gps 模块和一个在 19v dc 上运行的 lcd 屏幕。除此之外,我还需要一些电源电路。
要求:
树莓派。我正在使用 rpi 2 型号 b。
显示器、键盘和鼠标。
openplotter安装在 8gb micro sd 卡上。
来自openseamap的地图。
dc-dc 升压转换器。
dc-dc 12v 至 5v 稳压器。
一个gps 模块和一个串口转 usb转换器。
您可以将其他几个设备连接到设置,但我只使用 gps 模块。我的 gps 模块是em-411。这不是一个关于使用opencpn的项目,而只是我如何完成我的设置。
硬件
在一堆显示器中,我找到了一个在 19v dc 上运行的显示器。为了给这台显示器供电,我使用了我在 ebay 上找到的 dc-dc 升压转换器。我需要提高电压,因为我船上的电源是 12v dc。升压转换器如下所示:
我买了两个是件好事,因为其中一个不起作用。
为了给树莓派供电,我使用了一个基于 lm338k ic 的自制稳压器。ic 封装为 to-3。lm338k 是一款 5 安培可调稳压器,以下原理图基于数据表 (pdf)。
这是 raspberry pis 电源调节器的示意图:
这是零件清单:
我的 gps 模块通过 rs-232 到 usb 转换器连接到 raspberry pi。我在 ebay 上也发现了:
组件方面:
背面:
软件
下载 openplotter 并安装它,就像安装raspbian或 noobs 一样。
为了使启动过程自动化,我对默认软件设置进行了一些更改。我制作了一个自动启动导航的脚本。首先,确保您在启动时自动登录。
启动 raspberry pi 并使用用户“pi”和密码“raspberry”登录。然后使用命令 startx 启动 gui。然后点击:
菜单 → 首选项 → raspberry pi 配置
在 system 文件夹中,选择启动选项“to desktop”,并选中自动登录框“login as user ‘pi’”。
上电后,raspberry pi 启动,自动以用户“pi”登录,并启动 gui。要自动启动导航工具,请打开终端,然后导航到隐藏文件夹 .config/autostart。
cd .config/自动启动
我是 tab 键的活跃用户。所以我写
唱片公司
并按 tab 键。覆盆子以 config/ 结尾。然后我按 a 键,然后再次按 tab。因此,只需按键盘 9 次,我就编写了以下命令:
cd 。/config/autstart/
使用以下命令在该文件夹中打开 nano:
nano opencpn.desktop
写下这几行:
[桌面入口]
类型 = 应用程序
执行 = opencpn
按 ctrl+x 并对问题回答“是”。现在我们已经在“pi”用户的 autostart 文件夹中创建了一个脚本,接下来要做的就是使该脚本可执行。在 .config/autostart/ 文件夹中,编写命令:
sudo chmod +x opencpn.desktop
实际的导航应用程序称为 opencpn。您可以使用许多不同的地图来源。
现在,我所要做的就是制作一些漂亮的外壳来安装电路。
结论
我的导航系统的总成本:
17 英寸显示器、键盘和鼠标——来自我的一堆回收材料。
树莓派——35 美元。
gps 模块——30 美元。
dc-dc 升压转换器——6 美元。
dc-dc 稳压器——自制。
rs-232 转 usb — 2 美元。
opencpn 和地图——开源。
因此,以低于 100 美元的价格,我在我的船上为自己打造了一个同样出色的导航系统。
我要做的一个改进是买另一台早餐不吃安培的显示器。我还将考虑添加不同的测量工具,例如电机温度传感器和油压表。
图片和视频
为了确保一切都在 12v 上运行,我并联了两个 12v 100ah。在我的船上,我的引擎上有一个发电机。当发动机运转时,电池会充电。
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