Digitálny kompas pomocou magnetometra Arduino a HMC5883L: 6 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:05

Čaute ľudia, Tento senzor by mohol naznačovať geografický sever, juh, východ a západ, my ľudia by sme ho tiež mohli použiť kedykoľvek, keď je to potrebné. Takže. V tomto článku sa pokúsime porozumieť tomu, ako senzor magnetometra funguje a ako ho prepojiť s mikrokontrolérom, akým je Arduino. Tu postavíme chladný digitálny kompas, ktorý nám pomôže pri hľadaní smerov svietením diódy LED smerujúcej na sever.

Tento digitálny kompas je úhľadne vyrobený na PCB spoločnosťou LIONCIRCUITS. Vyskúšajte ich, priatelia. Ich kvalita PCB je skutočne dobrá.

Krok 1: Požadovaný hardvér

Boli použité nasledujúce komponenty:

• Arduino Pro mini
• Magnetický senzor HMC5883L
• LED svetlá - 8Nos
• Odpor 470 Ohmov - 8Nos
• Sudový Jack
• Spoľahlivý výrobca PCB ako LionCircuits
• Programátor FTDI pre mini
• PC/notebook

Krok 2: Čo je to magnetometer a ako funguje?

Predtým, ako sa ponoríme do obvodu, porozumieme trochu o magnetometri a o tom, ako fungujú. Ako naznačuje názov, termín Magneto neodkazuje na bláznivého mutanta v úžase, ktorý dokázal ovládať kovy obyčajným hraním na klavír vo vzduchu. Och! Ale páči sa mi ten chlap, ktorý je v pohode.

Magnetometer je zariadenie, ktoré dokáže snímať magnetické póly Zeme a podľa toho nasmerovať smer. Všetci vieme, že Zem je obrovský kus sférického magnetu so severným pólom a južným pólom. A existuje kvôli tomu magnetické pole. Magnetometer vníma toto magnetické pole a na základe smeru magnetického poľa dokáže detekovať smer, ktorým sa nachádzame.

Krok 3: Ako funguje senzorový modul HMC5883L?

HMC5883L ako snímač magnetometra robí to isté. Je na ňom integrovaný obvod HMC5883L IC od spoločnosti Honeywell. Tento IC má vnútri 3 magneto-odporové materiály, ktoré sú usporiadané v osiach x, y a z. Množstvo prúdu pretekajúceho týmito materiálmi je citlivé na magnetické pole Zeme. Meraním zmeny prúdu pretekajúceho týmito materiálmi teda môžeme zistiť zmenu magnetického poľa Zeme. Akonáhle je zmena absorbovaná magnetickým poľom, hodnoty môžu byť potom odoslané do akéhokoľvek vstavaného ovládača, ako je mikrokontrolér alebo procesor, prostredníctvom protokolu I2C.

Krok 4: Schéma zapojenia

Obvod tohto digitálneho kompasu na báze Arduina je veľmi jednoduchý, stačí, ak prepojíme snímač HMC5883L s Arduino a pripojíme 8 LED k pinom GPIO Arduino Pro mini. Kompletná schéma zapojenia je zobrazená na obrázku vyššie.

Senzorový modul má 5 pinov, z ktorých DRDY (Data Ready) sa v našom projekte nepoužíva, pretože senzor prevádzkujeme v nepretržitom režime. Vcc a uzemňovací kolík sa používajú na napájanie modulu 5 V z dosky Arduino. SCL a SDA sú komunikačné zbernicové linky I2C, ktoré sú pripojené k pinom A4 a A5 I2C zariadenia Arduino Pro mini. Pretože samotný modul má na vedeniach odporový odpor, nie je potrebné ich externe pridávať.

Na označenie smeru sme použili 8 LED diód, z ktorých všetky sú pripojené k pinom GPIO Arduina prostredníctvom odporu obmedzujúceho prúd 470 ohmov. Kompletný obvod je napájaný 9V batériou cez valcový konektor. Tento 9V je dodávaný priamo na Vin pin Arduina, kde je regulovaný na 5V pomocou palubného regulátora na Arduino. Týchto 5V sa potom používa na napájanie senzora a Arduina.

Krok 5: Zohľadnenie parametrov pri návrhu DPS

1. Hrúbka šírky stopy je minimálne 8 mil.

2. Medzera medzi rovinnou meďou a stopou medi je minimálne 8 mil.

3. Medzera medzi stopami po stopách je minimálne 8 mil.

4. Minimálna veľkosť vrtáka je 0,4 mm.

5. Všetky stopy, ktoré majú súčasnú cestu, vyžadujú hrubšie stopy.

Krok 6: Výroba

Schému PCB môžete nakresliť pomocou ľubovoľného softvéru podľa vlastného uváženia.

Tu mám priložený svoj vlastný dizajn a súbor Gerber. Po vygenerovaní súboru Gerber ho môžete odoslať ľubovoľnému výrobcovi plošných spojov.

Osobný názor: Nahrajte ho na LIONCIRCUITS a môžete uskutočniť online objednávku. Je veľmi jednoduché nahrať a objednať na ich automatizovanej platforme.