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Easy to build low-power GPS drifters with local storage and a cellular modem made from off-the-shelf components
Geoscientific Instrumentation, Methods and Data Systems ( IF 1.8 ) Pub Date : 2020-11-05 , DOI: 10.5194/gi-9-435-2020
Rolf Hut , Thanda Thatoe Nwe Win , Thom Bogaard

Drifters that track their position are important tools in studying the hydrodynamic behavior of rivers. Drifters that can be tracked in real time have so far been rather expensive. Recently, due to the rise of the open-hardware revolution and the associated Arduino ecosystem, both GPS receivers and cellular modems have become available at lower prices to “tinkering scientists”, i.e., scientists that like to build their own measurement devices as much as is possible. This article serves two goals. Firstly, we provide detailed instructions on how to build a low-power GPS drifter with local storage and cellular model that we tested in a fieldwork on the confluence of the Chindwin and Ayeyarwady rivers in Myanmar. The device was designed from easily connected off-the-shelf components, allowing construction without a background in electrical engineering. The instructions allow fellow geoscientists to recreate the device. Secondly, we set the following question: has the open-hardware revolution progressed to the point that a low-power GPS drifter that wirelessly transmits its position can be made from open-hardware components by most geoscientists?. We feel this question is relevant and timely as more low-cost open-hardware devices are promoted, but in practice applicability is often restricted to the “tinkering engineer”. We argue that because of the plug-and-play nature of the components geoscientists should be able to construct these type of devices. However, to get such devices to operate at low power levels that fieldwork often demands requires detailed (micro)electrical expertise.

中文翻译:

具有本地存储和由现成组件制成的蜂窝调制解调器,易于构建低功耗GPS漂移器

追踪其位置的漂流器是研究河流水动力行为的重要工具。到目前为止,可以实时跟踪的漂移器相当昂贵。最近,由于开放式硬件革命和相关的Arduino生态系统的兴起,GPS接收器和蜂窝调制解调器都已经以较低的价格提供给“修补科学家”,即,喜欢尽可能多地构建自己的测量设备的科学家是可能的。本文有两个目标。首先,我们提供了有关如何构建具有本地存储和蜂窝模型的低功率GPS漂移器的详细说明,我们已在缅甸的钦德温河和伊洛瓦底江汇合处进行了实地测试。该设备由易于连接的现成组件设计而成,允许在没有电气工程背景的情况下进行施工。该说明允许其他地球科学家重新创建设备。其次,我们提出以下问题:开放式硬件革命是否已经发展到这样的程度:大多数地球学家可以用开放式硬件组件制造无线传输其位置的低功率GPS漂移器?我们认为,随着越来越多的低成本开放式硬件设备的推出,这个问题是相关且及时的,但实际上,适用性通常仅限于“修补工程师”。我们认为,由于组件的即插即用性质,地学家应该能够构造此类设备。但是,要使此类设备在现场工作经常需要的低功率水平下运行,需要详细的(微)电专业知识。该说明允许其他地球科学家重新创建设备。其次,我们提出以下问题:开放式硬件革命是否已经发展到这样的程度:大多数地球学家可以用开放式硬件组件制造无线传输其位置的低功率GPS漂移器?我们认为,随着越来越多的低成本开放式硬件设备的推出,这个问题是相关且及时的,但实际上,适用性通常仅限于“修补工程师”。我们认为,由于组件的即插即用性质,地学家应该能够构造此类设备。但是,要使此类设备在现场工作经常需要的低功率水平下运行,需要详细的(微)电专业知识。该说明允许其他地球科学家重新创建设备。其次,我们提出以下问题:开放式硬件革命是否已经发展到这样的程度:大多数地球学家可以用开放式硬件组件制造无线传输其位置的低功率GPS漂移器?我们认为,随着越来越多的低成本开放式硬件设备的推出,这个问题是相关且及时的,但实际上,适用性通常仅限于“修补工程师”。我们认为,由于组件的即插即用性质,地学家应该能够构造此类设备。但是,要使此类设备在现场工作经常需要的低功率水平下运行,需要详细的(微)电专业知识。开放硬件革命是否已经发展到可以由大多数地球学家用开放硬件组件制造无线传输其位置的低功率GPS漂移器的程度?我们认为,随着越来越多的低成本开放式硬件设备的推出,这个问题是相关且及时的,但实际上,适用性通常仅限于“修补工程师”。我们认为,由于组件的即插即用性质,地学家应该能够构造此类设备。但是,要使此类设备在现场工作经常需要的低功率水平下运行,需要详细的(微)电专业知识。开放硬件革命是否已经发展到可以由大多数地球学家用开放硬件组件制造无线传输其位置的低功率GPS漂移器的程度?我们认为,随着越来越多的低成本开放式硬件设备的推出,这个问题是相关且及时的,但实际上,适用性通常仅限于“修补工程师”。我们认为,由于组件的即插即用性质,地学家应该能够构造此类设备。但是,要使此类设备在现场工作经常需要的低功率水平下运行,需要详细的(微)电专业知识。我们认为,随着越来越多的低成本开放式硬件设备的推出,这个问题是相关且及时的,但实际上,适用性通常仅限于“修补工程师”。我们认为,由于组件的即插即用性质,地学家应该能够构造此类设备。但是,要使此类设备在现场工作经常需要的低功率水平下运行,需要详细的(微)电专业知识。我们认为,随着越来越多的低成本开放式硬件设备的推出,这个问题是相关且及时的,但实际上,适用性通常仅限于“修补工程师”。我们认为,由于组件的即插即用性质,地学家应该能够构造此类设备。但是,要使此类设备在现场工作经常需要的低功率水平下运行,需要详细的(微)电专业知识。
更新日期:2020-11-06
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