Kompas cyfrowy wykorzystujący Arduino i magnetometr HMC5883L: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

Cześć chłopaki, Ten czujnik może wskazywać geograficzną północ, południe, wschód i zachód, my, ludzie, możemy go również używać w razie potrzeby. Więc. W tym artykule spróbujmy zrozumieć, jak działa czujnik magnetometru i jak połączyć go z mikrokontrolerem takim jak Arduino. Tutaj zbudujemy fajny cyfrowy kompas, który pomoże nam w znajdowaniu kierunków poprzez świecenie diody LED wskazującej kierunek północny.

Ten cyfrowy kompas jest starannie wykonany na płytce drukowanej przez firmę LIONCIRCUITS. Wypróbujcie je, chłopaki. Ich jakość PCB jest naprawdę dobra.

Krok 1: Wymagany sprzęt

Zastosowano następujące komponenty:

• Arduino Pro mini
• Czujnik magnetometru HMC5883L
• Światła LED - 8 szt.
• Rezystor 470Ohm – 8Nos
• Beczka Jack
• Niezawodny producent PCB, taki jak LionCircuits
• Programator FTDI dla mini
• PC/laptop

Krok 2: Co to jest magnetometr i jak działa?

Zanim zagłębimy się w obwód, zrozummy trochę o magnetometrze i jego działaniu. Jak sama nazwa wskazuje, termin Magneto nie odnosi się do tego szalonego mutanta w cudach, który mógł kontrolować metale po prostu grając na pianinie w powietrzu. Och! Ale lubię tego faceta, który jest fajny.

Magnetometr jest w rzeczywistości urządzeniem, które może wykrywać bieguny magnetyczne Ziemi i zgodnie z nimi wskazywać kierunek. Wszyscy wiemy, że Ziemia jest ogromnym kawałkiem kulistego magnesu z biegunem północnym i biegunem południowym. I z tego powodu powstaje pole magnetyczne. Magnetometr wyczuwa to pole magnetyczne i na podstawie kierunku pola magnetycznego może wykryć kierunek, w którym stoimy.

Krok 3: Jak działa moduł czujnika HMC5883L?

HMC5883L będący czujnikiem magnetometru robi to samo. Ma na sobie układ scalony HMC5883L firmy Honeywell. Ten układ scalony zawiera 3 materiały magnetorezystancyjne wewnątrz, które są rozmieszczone w osiach x, y i z. Ilość prądu przepływającego przez te materiały jest wrażliwa na ziemskie pole magnetyczne. Mierząc zmianę prądu płynącego przez te materiały, możemy wykryć zmianę pola magnetycznego Ziemi. Gdy zmiana zostanie pochłonięta przez pole magnetyczne, wartości można przesłać do dowolnego wbudowanego kontrolera, takiego jak mikrokontroler lub procesor, za pośrednictwem protokołu I2C.

Krok 4: Schemat obwodu

Obwód tego cyfrowego kompasu opartego na Arduino jest dość prosty, wystarczy połączyć czujnik HMC5883L z Arduino i podłączyć 8 diod LED do pinów GPIO Arduino Pro mini. Pełny schemat obwodu pokazano na powyższym obrazku.

Moduł Sensor posiada 5 pinów, z których DRDY (Data Ready) nie jest używany w naszym projekcie, ponieważ czujnik pracuje w trybie ciągłym. Pin Vcc i uziemienia służy do zasilania modułu napięciem 5 V z płyty Arduino. SCL i SDA to linie magistrali komunikacyjnej I2C, które są podłączone odpowiednio do pinów A4 i A5 I2C Arduino Pro mini. Ponieważ sam moduł posiada rezystor pull high na liniach, nie ma potrzeby dokładania ich zewnętrznie.

Aby wskazać kierunek, użyliśmy 8 diod LED, z których wszystkie są podłączone do pinów GPIO Arduino przez rezystor ograniczający prąd o wartości 470 omów. Kompletny obwód zasilany jest baterią 9V przez lufę Jacka. To 9V jest dostarczane bezpośrednio do pinu Vin Arduino, gdzie jest regulowane do 5V za pomocą wbudowanego regulatora w Arduino. To 5 V jest następnie używane do zasilania czujnika i Arduino.

Krok 5: Uwzględnienie parametrów przy projektowaniu PCB

1. Grubość śladu wynosi minimum 8 mil.

2. Odstęp między płaską miedzią a śladem miedzi wynosi minimum 8 mil.

3. Odstęp między śladem a śladem wynosi minimum 8 mil.

4. Minimalny rozmiar wiertła to 0,4 mm.

5. Wszystkie ślady, które mają aktualną ścieżkę, wymagają grubszych śladów.

Krok 6: Produkcja

Możesz narysować schemat PCB za pomocą dowolnego oprogramowania według własnej wygody.

Tutaj mam własny projekt i załączony plik Gerber. Po wygenerowaniu pliku Gerber możesz wysłać go do dowolnego producenta PCB.

Osobista opinia: Prześlij ją na LIONCIRCUITS i złóż zamówienie online. Bardzo łatwo jest przesyłać i zamawiać na ich zautomatyzowanej platformie.