Digitální kompas využívající magnetometr Arduino a HMC5883L: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Ahoj kluci, Tento senzor by mohl indikovat geografický sever, jih, východ a západ, my lidé bychom jej také mohli použít v případě potřeby. Tak. V tomto článku se pokusíme pochopit, jak funguje senzor magnetometru a jak jej propojit s mikrokontrolérem, jako je Arduino. Zde postavíme skvělý digitální kompas, který nám pomůže při hledání směrů tím, že svítí LED ukazující na severní směr.

Tento digitální kompas je úhledně vyroben na PCB společností LIONCIRCUITS. Vyzkoušejte je, lidi. Jejich kvalita PCB je opravdu dobrá.

Krok 1: Požadovaný hardware

Byly použity následující komponenty:

• Arduino Pro mini
• Magnetický senzor HMC5883L
• LED světla - 8Nos
• Rezistor 470 Ohmů - 8 nos
• Sudový Jack
• Spolehlivý výrobce PCB jako LionCircuits
• Programátor FTDI pro mini
• PC/notebook

Krok 2: Co je to magnetometr a jak funguje?

Než se ponoříme do okruhu, pojďme si trochu vysvětlit magnetometr a jeho fungování. Jak název napovídá, termín Magneto neodkazuje na toho bláznivého mutanta v zázraku, který dokázal ovládat kovy pouhou hrou na klavír ve vzduchu. Ach! Ale líbí se mi ten chlap, který je skvělý.

Magnetometr je ve skutečnosti zařízení, které dokáže vnímat magnetické póly Země a podle toho směrovat směr. Všichni víme, že Země je obrovský kus sférického magnetu se severním a jižním pólem. A existuje kvůli tomu magnetické pole. Magnetometr snímá toto magnetické pole a na základě směru magnetického pole dokáže detekovat směr, kterému čelíme.

Krok 3: Jak funguje senzorový modul HMC5883L?

HMC5883L jako senzor magnetometru dělá totéž. Je na něm integrovaný IC HMC5883L od Honeywell. Tento IC má uvnitř 3 magneto-odporové materiály, které jsou uspořádány v osách x, y a z. Množství proudu protékajícího těmito materiály je citlivé na magnetické pole Země. Takže měřením změny proudu protékajícího těmito materiály můžeme detekovat změnu magnetického pole Země. Jakmile je změnou absorbováno magnetické pole, mohou být hodnoty odeslány do libovolného integrovaného řadiče, jako je mikrokontrolér nebo procesor, prostřednictvím protokolu I2C.

Krok 4: Schéma zapojení

Obvod pro tento digitální kompas založený na Arduinu je docela jednoduchý, jednoduše musíme propojit snímač HMC5883L s Arduino a připojit 8 LED k pinům GPIO Arduino Pro mini. Kompletní schéma zapojení je uvedeno na obrázku výše.

Senzorový modul má 5 pinů, z nichž DRDY (Data Ready) se v našem projektu nepoužívá, protože senzor provozujeme v nepřetržitém režimu. Vcc a zemnící kolík slouží k napájení modulu 5V z desky Arduino. SCL a SDA jsou komunikační sběrnice I2C, které jsou připojeny k pinům A4 a A5 I2C Arduino Pro mini. Vzhledem k tomu, že samotný modul má na vedeních vysoký odpor, není nutné je přidávat externě.

K označení směru jsme použili 8 LED, z nichž všechny jsou připojeny k pinům GPIO Arduina přes odpor omezující proud 470 ohmů. Kompletní obvod je napájen 9V baterií přes barel Jack. Tento 9V je dodáván přímo na Vin pin Arduina, kde je regulován na 5V pomocí palubního regulátoru na Arduinu. Těchto 5V je pak použito k napájení senzoru i Arduina.

Krok 5: Zohlednění parametrů pro návrh DPS

1. Tloušťka šířky stopy je minimálně 8 mil.

2. Mezera mezi rovinnou mědí a měděnou stopou je minimálně 8 mil.

3. Mezera mezi stopou ke stopování je minimálně 8 mil.

4. Minimální velikost vrtáku je 0,4 mm.

5. Všechny stopy, které mají aktuální cestu, vyžadují silnější stopy.

Krok 6: Výroba

Schéma desky plošných spojů můžete nakreslit libovolným softwarem podle svého pohodlí.

Tady mám připojený vlastní design a Gerberův soubor. Po vygenerování souboru Gerber jej můžete odeslat kterémukoli výrobci desek plošných spojů.

Osobní názor: Nahrajte jej na LIONCIRCUITS a můžete zadat online objednávku. Je velmi snadné nahrávat a objednávat na jejich automatizované platformě.