GIS Day geolokalizacja w projektach DIY
GIS Day geolokalizacja w projektach DIY
19 listopada obchodzimy GIS Day, czyli międzynarodowe święto Systemów Informacji Geograficznej. Jest to globalna inicjatywa promująca technologie geolokalizacji, map i danych przestrzennych. W praktyce GIS Day to doskonała okazja, by odkryć, jak technologie map i GPS przenikają naszą codzienność, od nawigacji w smartfonie po zaawansowane systemy analiz przestrzennych. Co ważne, z dobrodziejstw geolokalizacji mogą korzystać nie tylko profesjonaliści, ale też makerzy i hobbyści elektroniki. W tym artykule wyjaśnimy krótko, czym jest GIS Day, oraz przedstawimy kilka pomysłów, jak można wykorzystać GPS, czujniki i mikrokontrolery np. Arduino, ESP32 czy moduły LoRa w ciekawych projektach DIY. Mamy nadzieję, że zainspiruje Cię to do stworzenia własnego urządzenia związanego z mapami i lokalizacją!
Co to jest GIS Day?
Światowy Dzień GIS to coroczne wydarzenie obchodzone 19 listopada poświęcone popularyzacji technologii GIS, czyli systemów informacji geograficznej. Najprościej mówiąc, GIS to narzędzia do analizy, wizualizacji i zarządzania danymi przestrzennymi, łączącymi informacje z miejscem na mapie. W trakcie GIS Day na całym świecie organizowane są prezentacje, warsztaty i mapathony, podczas których entuzjaści dzielą się wiedzą o mapach, danych GPS oraz nowinkach technologicznych. To świetna okazja, by zrozumieć, jak geografia spotyka się z nowymi technologiami, od profesjonalnych zastosowań w urbanistyce i ekologii, po pomysłowe projekty amatorskie. My skupimy się właśnie na tych ostatnich: zobaczmy, jak Ty sam możesz uczcić GIS Day, tworząc własny projekt DIY z geolokalizacją.
Geolokalizacja w Twoim projekcie DIY – co jest potrzebne?
Jeszcze kilka lat temu dodanie funkcji śledzenia lokalizacji do własnego projektu elektronicznego było kosztowne. Dziś dzięki tanim modułom i otwartym platformom to zadanie na wyciągnięcie ręki. Podstawą będzie oczywiście odbiornik sygnału satelitarnego, czyli moduł GPS. Popularnym wyborem hobbystów jest np. moduł GPS oparty o układ NEO-6M spotkasz go pod nazwą GY-NEO6MV2. Taki moduł umożliwia precyzyjne wyznaczanie współrzędnych i dostarcza danych o pozycji: współrzędne geograficzne, prędkość, wysokość, a nawet aktualny czas. Co ważne, komunikacja odbywa się przez prosty interfejs UART, więc bez trudu podłączysz go do dowolnego mikrokontrolera Arduino, STM32 czy ESP32). W praktyce oznacza to, że nawet niewielka płytka jak ESP32 DevKit może stać się sercem Twojego lokalizatora.
Oprócz modułu GPS warto rozważyć inne elementy:
- Mikrokontroler – wspomniany wyżej ESP32 lub klasyczny Arduino. ESP32 ma przewagę w postaci Wi-Fi/Bluetooth na pokładzie oraz dużej mocy obliczeniowej, co bywa przydatne w bardziej rozbudowanych projektach IoT.
- Czujniki środowiskowe – GIS Day to nie tylko punkty na mapie, ale też informacje, które możemy tym punktem przypisać. W projektach DIY świetnie sprawdzają się czujniki mierzące warunki otoczenia. Przykładowo czujnik natężenia światła BH1750 pozwala rejestrować poziom oświetlenia w zakresie 1–65535 lux, czujnik BME280 zmierzy ciśnienie atmosferyczne, temperaturę i wilgotność powietrza, a czujnik DS18B20 posłuży do pomiaru temperatury przy użyciu tylko jednej żyły sygnałowej. Dzięki nim zbierzesz bogate dane do późniejszej analizy i wizualizacji na mapie.
- Łączność dalekiego zasięgu LoRa – jeśli chcesz, by Twoje urządzenie przesyłało dane na duże odległości np. do drugiego modułu w terenie, rozważ technologię LoRa. Moduły radiowe LoRa, takie jak SX1278 433 MHz, umożliwiają dwukierunkową transmisję danych na wiele kilometrów. Co więcej, mogą one działać w różnych topologiach: punkt-punkt, punkt-wiele, a nawet w ramach sieci LoRaWAN. Oznacza to, że Twój projekt może komunikować się bezprzewodowo nawet tam, gdzie nie ma Wi-Fi ani GSM, idealne do sensorów rozproszonych po okolicy.
- Zapis danych – przyda się, jeśli planujesz logger danych. Najprościej użyć karty microSD wymagany będzie moduł czytnika kart SD do Twojego mikrokontrolera lub wbudowanej pamięci Flash ESP32. Dane pomiarowe z znacznikami GPS możesz zapisywać lokalnie, by później wczytać je do komputera i nanieść na mapę.
Mając powyższe komponenty, możemy przystąpić do działania. Poniżej przedstawiamy przykładowe projekty DIY związane z geolokalizacją, od prostego lokalizatora, przez mapowanie danych, aż po stację pomiarową. Każdy z nich wykorzystuje elementy dostępne w naszym sklepie, podlinkowaliśmy kluczowe produkty, więc możesz od razu zacząć kompletować podzespoły.
Pomysły na projekty DIY z GPS, sensorami i mapami
1. GPS Locator śledzenie pozycji w terenie
Pierwszy pomysł to zbudowanie prostego lokalizatora GPS, który pozwoli śledzić pozycję ruchomego obiektu. Może to być tracker do plecaka, roweru, a nawet obroża dla pupila. Podstawowa konfiguracja takiego urządzenia to mikrokontroler + GPS + moduł łączności. Przykładowo, wykorzystując płytkę ESP32 wraz z modułem GPS NEO-6M oraz radiowym modułem LoRa, stworzysz lokalizator zdolny do transmitowania współrzędnych na duże odległości. Jak to działa? Moduł GPS odbiera sygnały satelitarne i wyznacza współrzędne z dokładnością do kilku metrów, po czym ESP32 odczytuje te dane i wysyła je poprzez LoRa. Zasięg LoRa wynosi nawet kilkanaście kilometrów w terenie otwartym, a sieci LoRaWAN umożliwiają włączenie takiego trackera do globalnej infrastruktury IoT. Dzięki temu możesz odbierać dane o położeniu niemal w czasie rzeczywistym. Co ważne, moduły LoRa mogą działać w trybie energooszczędnym, a sam GPS NEO-6M ma stosunkowo niewielki pobór prądu, więc całość da się zasilić z akumulatora na dłuższy czas.
W praktyce taki GPS tracker DIY możesz wykorzystać na wiele sposobów: od znalezienia zgubionego roweru, poprzez monitorowanie trasy wędrówek urządzenie schowane w plecaku zapisuje ślad GPS, aż po śledzenie przesyłek lub dronów. Jeśli nie potrzebujesz transmisji na żywo, dane GPS można też zapisć na kartę SD, wtedy po zakończonej podróży odczytasz pełny log trasy. W obu przypadkach, zyskasz świadomość jak, działa lokalizacja i być może docenisz, że podobne trackery nosimy na co dzień w telefonach.
2. Mapowanie danych – własna mapa pomiarów z czujnikami
Kolejnym ciekawym projektem na GIS Day jest stworzenie mapy wybranych danych środowiskowych zebranych przez Ciebie. Skoro możemy poznać pozycję urządzenia, to czemu by nie sprawdzić, co się znajduje w danym miejscu? Weźmy na przykład czystość powietrza, natężenie światła czy rozkład temperatury. Mając mobilny zestaw czujników podłączony do GPS, możesz przemieszczać się po okolicy i rejestrować wartości pomiarów wraz z koordynatami geograficznymi. Następnie takie dane da się przedstawić w formie mapy, tworząc kolorowe wizualizacje, kontury czy heatmapy.
Jak się za to zabrać? Zbuduj kompaktowy moduł pomiarowy: np. ESP32 + GPS + czujniki. Świetną bazą będzie tu moduł ESP32 dzięki Wi-Fi możesz od razu wysyłać dane do chmury lub do smartfona, ale można też logować lokalnie. Do tego dodaj czujnik wiodący, zgodny z tym, co chcesz mapować. Przykłady:
- Mapa nasłonecznienia – użyj czujnika BH1750 do pomiaru natężenia światła. Spacerując z urządzeniem o różnych porach dnia, zbierzesz dane o tym, gdzie jest najjaśniej, a gdzie cień. Możesz sporządzić mapę nasłonecznienia mieszkania przydatne np. przy ustawianiu roślin lub okolicy np. identyfikacja zacienionych ścieżek w parku.
- Mapa temperatury i wilgotności – moduł BME280 dostarczy Ci informacji o mikroklimacie. Urządzenie przenośne pozwoli sprawdzić, jak zmienia się temperatura i wilgotność w różnych punktach np. przy gruncie w lesie, nad wodą, w centrum miasta między budynkami itp. Takie pomiary mogą zilustrować zjawisko miejskiej wyspy ciepła albo wskazać najchłodniejsze miejsca w upalny dzień.
- Mapa jakości powietrza – tutaj potrzebny byłby czujnik pyłu, którego nie wymieniliśmy na liście, ale idea jest podobna: idziesz z urządzeniem po osiedlu i notujesz stężenie pyłu zawieszonego wraz z lokalizacją, po czym zaznaczasz wyniki na mapie. To już bardziej zaawansowany projekt, ale jak najbardziej możliwy do realizacji samodzielnie.
Zebrane dane możesz nanosić na mapy za pomocą dostępnych narzędzi GIS. W prostych przypadkach wystarczy arkusz kalkulacyjny i Google My Maps do zaznaczenia punktów. Bardziej zaawansowani sięgną po QGIS lub inne oprogramowanie, gdzie da się tworzyć warstwy tematyczne i kolorowe wizualizacje. Tak czy inaczej, własnoręcznie wykonana mapa danych to świetny sposób, by poczuć się jak badacz w terenie i jednocześnie uczcić ideę GIS Day, dzielenia się wiedzą o przestrzeni.
3. Mobilny logger środowiskowy stacja pomiarowa DIY
Trzeci pomysł to przenośny logger środowiskowy niewielka stacja meteorologiczna, którą można ustawić w dowolnym miejscu lub zabrać ze sobą w plener. Taki logger cyklicznie zapisuje na kartę SD lub wysyła online wartości z różnych czujników wraz ze znacznikiem czasu i opcjonalnie lokalizacji. W przeciwieństwie do projektu mapowania, tutaj skupiamy się na długotrwałej rejestracji danych w jednym miejscu, ale możliwość określenia położenia nadal bywa przydatna, choćby do geotagowania serii pomiarów albo synchronizacji czasu przez GPS.
Jak zbudować taki rejestrator? Podobnie jak wcześniej: sercem może być ESP32 lub Arduino, do tego zestaw czujników wedle potrzeb. Przykładowa konfiguracja: BME280 temperatura, wilgotność, ciśnienie + czujnik światła BH1750 + moduł GPS. Całość zasilana z baterii Li-ion może pracować wiele godzin, a nawet dni warto skorzystać z trybu uśpienia mikrokontrolera między pomiarami, by oszczędzać energię. Logger umieszczony np. w ogrodzie będzie zbierał informacje o warunkach pogodowych wraz z dokładnym czasem z GPS. Po zebraniu karty SD możesz wczytać dane i przeanalizować zmiany pogody w ciągu doby czy tygodnia. Jeśli dodasz do tego moduł łączności Wi-Fi, GSM lub LoRaWAN, stacja może na bieżąco przesyłać odczyty na serwer, zyskasz wtedy własną mini stację meteo online.
W kontekście GIS Day, taki projekt pokazuje, jak sieć rozmieszczonych stacji choćby Twoich i znajomych majsterkowiczów może zbierać i udostępniać dane środowiskowe. Dzięki geolokalizacji każdy logger ma przypisane współrzędne, więc łatwo stworzyć wspólną mapę prezentującą np. rozkład temperatury czy wilgotności w całym mieście. Brzmi ambitnie? Być może, ale od czegoś trzeba zacząć, na początek wystarczy jeden Twój czujnik, a potem… kto wie, może zainspirujesz całą lokalną społeczność do działania!
Podsumowanie
Mamy nadzieję, że powyższe pomysły pokazały Ci, iż geolokalizacja to nie tylko poważne aplikacje GIS dla firm i naukowców, ale też świetna zabawa dla makerów. Technologia, która jeszcze niedawno wydawała się nieosiągalna, dziś mieści się w małej płytce za kilkadziesiąt złotych i daje się zaprogramować we własnym garażu. GIS Day to idealny moment, aby spróbować czegoś nowego: czy będzie to prosty lokalizator z GPS, czy rozbudowana stacja IoT z LoRa, każda taka inicjatywa przybliża nas do zrozumienia świata danych przestrzennych. Zachęcamy serdecznie do tworzenia własnych projektów DIY z wykorzystaniem GPS i sensorów. Wszystkie opisane komponenty, od modułów ESP32, przez GPS NEO-6M, po czujniki BH1750, BME280, DS18B20 czy transceivery LoRa, znajdziesz w naszym sklepie. Niech GIS Day będzie dla Ciebie inspiracją, by połączyć pasję do elektroniki z fascynującym światem map. Do dzieła i powodzenia w realizacji własnych pomysłów! 🎉
Prezentowaną w artykule elektronikę znajdziesz oczywiście w naszym sklepie 👉 sklep.msalamon.pl 👈Zapraszamy również na nasze social media, gdzie na bieżąco informujemy o nowych produktach oraz o najciekawszych promocjach 😎👇
