ساخت GPS Data Logger با Arduino Nano و SD Card: ضبط مسیر و تحلیل داده (فارسی)

GPS و Data Logger یعنی چه؟ (برای مبتدی)

GPS (Global Positioning System) یک سیستم ناوبری ماهواره‌ای است که موقعیت دقیق شما را روی زمین با استفاده از سیگنال‌های چند ماهواره محاسبه می‌کند. محبوب‌ترین ماژول GPS برای پروژه‌های آردوینو، NEO-6M ساخت شرکت u-blox سوئیس است. این ماژول داده‌های موقعیت را در قالب رشته‌های متنی استاندارد به نام NMEA ارسال می‌کند — مثلاً عرض و طول جغرافیایی، سرعت، ارتفاع و زمان UTC.

Data Logger یعنی دستگاهی که داده‌ها را در طول زمان ضبط و ذخیره می‌کند. وقتی GPS Logger می‌سازید، مختصات موقعیت‌تان را هر چند ثانیه یک‌بار روی یک فایل CSV روی کارت حافظه ذخیره می‌کنید. بعد می‌توانید این فایل را در Google Earth یا نرم‌افزار GPS Visualizer باز کنید و مسیر طی‌شده را روی نقشه ببینید — دقیقاً مثل ردیاب‌های حرفه‌ای.

این پروژه یک ابزار واقعاً کاربردی است: می‌توانید آن را روی UGV، دوچرخه، یا حتی اتومبیل قرار دهید و مسیر را ثبت کنید.

محصولی که می‌سازید

یک GPS Data Logger کوچک و مستقل که مختصات، سرعت، ارتفاع و زمان را روی کارت MicroSD ذخیره می‌کند. با یک باتری ۹V کار می‌کند و برای تست UGV/UAV ایده‌آل است.

زمان ساخت: ۲ تا ۳ ساعت
هزینه: ۶۰۰ هزار تا ۱ میلیون تومان
دقت GPS: ~۲.۵ متر (NEO-6M)
فرمت ذخیره: CSV قابل باز شدن در Excel و Google Earth

قطعات لازم (BOM)

قطعه	مدل	نقش
میکروکنترلر	Arduino Nano V3	پردازش داده
ماژول GPS	NEO-6M با آنتن سرامیکی	موقعیت + زمان
ماژول SD Card	MicroSD SPI Module	ذخیره داده
کارت حافظه	MicroSD 4GB یا بیشتر FAT32	رسانه ذخیره
LED	آبی یا سبز ۵mm	نشانگر Fix GPS
مقاومت	۲۲۰ اهم	محدودکننده جریان LED
باتری + کلیپس	9V + کانکتور PP3	تغذیه مستقل

اتصالات سیم‌کشی

قطعه	پین قطعه	پین Arduino Nano
NEO-6M GPS	TX	D4 (SoftwareSerial RX)
NEO-6M GPS	RX	D3 (SoftwareSerial TX)
NEO-6M GPS	VCC / GND	3.3V / GND
SD Module	MOSI	D11
SD Module	MISO	D12
SD Module	SCK	D13
SD Module	CS	D10
LED وضعیت	آند (+ مقاومت ۲۲۰)	D8

کد کامل GPS Data Logger


#include <SoftwareSerial.h>
#include <TinyGPS++.h>
#include <SD.h>
#include <SPI.h>

SoftwareSerial gpsSerial(4, 3);  // RX=D4, TX=D3
TinyGPSPlus gps;
File logFile;

const int SD_CS   = 10;
const int LED_PIN = 8;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  gpsSerial.begin(9600);
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

  if (!SD.begin(SD_CS)) {
    Serial.println("SD init failed!");
    while (1) { digitalWrite(LED_PIN, HIGH); delay(100); digitalWrite(LED_PIN, LOW); delay(100); }
  }

  logFile = SD.open("gpslog.csv", FILE_WRITE);
  if (logFile) {
    logFile.println("Date,Time,Lat,Lon,Altitude_m,Speed_kmh,Satellites");
    logFile.close();
    Serial.println("Log file created.");
  }
}

void loop() {
  while (gpsSerial.available() > 0) gps.encode(gpsSerial.read());

  if (gps.location.isUpdated() && gps.location.isValid()) {
    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);

    String row = "";
    row += String(gps.date.day())   + "/" + String(gps.date.month()) + "/" + String(gps.date.year()) + ",";
    row += String(gps.time.hour())  + ":" + String(gps.time.minute()) + ":" + String(gps.time.second()) + ",";
    row += String(gps.location.lat(), 6) + ",";
    row += String(gps.location.lng(), 6) + ",";
    row += String(gps.altitude.meters(), 1) + ",";
    row += String(gps.speed.kmph(), 1) + ",";
    row += String(gps.satellites.value());

    logFile = SD.open("gpslog.csv", FILE_WRITE);
    if (logFile) { logFile.println(row); logFile.close(); }

    Serial.println(row);
    delay(1000);
    digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  }

  if (millis() > 10000 && gps.charsProcessed() < 10) {
    Serial.println("No GPS data — check wiring!");
  }
}

کتابخانه‌های مورد نیاز

TinyGPS++ — از Arduino Library Manager نصب کنید: جستجو «TinyGPSPlus» توسط Mikal Hart
SD — از پیش نصب است در Arduino IDE
SoftwareSerial — از پیش نصب است

چک‌لیست تست

تست	نتیجه	مشکل احتمالی
Serial Monitor پیام «Log file created» نشان می‌دهد؟	بله	SD فرمت FAT32 نیست یا CS پین اشتباه
بعد از ۲ دقیقه در فضای باز LED روشن شد؟	بله — GPS Fix گرفت	آنتن سرامیکی رو به آسمان باشد
فایل gpslog.csv روی SD کارت دارای داده است؟	بله	کارت را در Excel باز کنید
مختصات در Google Maps درست است؟	دقت ~۲-۵ متر	بین ساختمان‌ها دقت کمتر است