Pomiar pola magnetycznego za pomocą HMC5883 i Arduino Nano: 4 kroki

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

HMC5883 to cyfrowy kompas przeznaczony do wykrywania pola magnetycznego o niskim polu. To urządzenie ma szeroki zakres pola magnetycznego +/-8 Oe i częstotliwość wyjściową 160 Hz. Czujnik HMC5883 zawiera automatyczne sterowniki paska rozmagnesowania, anulowanie przesunięcia i 12-bitowy przetwornik ADC, który zapewnia dokładność kierunku kompasu od 1° do 2°. Wszystkie moduły I²C Mini są zaprojektowane do pracy przy 5VDC.

W tym samouczku wyjaśnimy szczegółowo działanie HMC5883 z Arduino nano.

Krok 1: Wymagany sprzęt:

Materiały, których potrzebujemy do realizacji naszego celu, obejmują następujące komponenty sprzętowe:

1. HMC5883

2. Arduino Nano

3. Kabel I2C

4. Tarcza I2C dla Arduino Nano

Krok 2: Podłączenie sprzętu:

Sekcja podłączania sprzętu zasadniczo wyjaśnia połączenia okablowania wymagane między czujnikiem a arduino nano. Zapewnienie prawidłowych połączeń jest podstawową koniecznością podczas pracy na dowolnym systemie o pożądanej mocy. Tak więc wymagane połączenia są następujące:

HMC5883 będzie działał przez I2C. Oto przykładowy schemat okablowania, pokazujący, jak okablować każdy interfejs czujnika.

Po wyjęciu z pudełka, płyta jest skonfigurowana do interfejsu I2C, dlatego zalecamy korzystanie z tego podłączenia, jeśli jesteś agnostykiem. Wszystko czego potrzebujesz to cztery przewody!

Wymagane są tylko cztery połączenia Vcc, Gnd, SCL i SDA, które są połączone za pomocą kabla I2C.

Połączenia te są pokazane na powyższych zdjęciach.

Krok 3: Kod Arduino do pomiaru natężenia pola magnetycznego:

Zacznijmy teraz od kodu Arduino.

Korzystając z modułu czujnika z Arduino, dołączamy bibliotekę Wire.h. Biblioteka "Wire" zawiera funkcje ułatwiające komunikację i2c pomiędzy czujnikiem a płytką Arduino.

Cały kod Arduino podano poniżej dla wygody użytkownika:

#włączać

// HMC5883 I2C adres to 0x1E(30)

#define Addr 0x1E

pusta konfiguracja()

{

// Zainicjuj komunikację I2C jako MASTER

Wire.początek();

// Zainicjuj komunikację szeregową, ustaw szybkość transmisji = 9600

Serial.początek(9600);

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wybierz konfigurację rejestru A

Wire.write(0x00);

// Ustaw normalną konfigurację pomiaru, szybkość wyprowadzania danych = 0,75 Hz

Wire.write(0x60);

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wybierz rejestr trybu

Wire.write(0x02);

// Ustaw pomiar ciągły

Wire.write(0x00);

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

opóźnienie(300);

}

pusta pętla()

{

dane int bez znaku[6];

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wybierz rejestr danych

Wire.write(0x03);

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

// Żądaj 6 bajtów danych

Wire.requestFrom(Addr, 6);

// Odczytaj 6 bajtów danych

// xMag msb, xMag lsb, zMag msb, zMag lsb, yMag msb, yMag lsb

if(Przewód.dostępny() == 6)

{

dane[0] = Przewód.odczyt();

dane[1] = Drut.odczyt();

dane[2] = Przewód.odczyt();

dane[3] = Przewód.odczyt();

dane[4] = Przewód.odczyt();

dane[5] = Wire.read();

}

opóźnienie(300);

// Konwertuj dane

int xMag = ((dane[0] * 256) + dane[1]);

int zMag = ((dane[2] * 256) + dane[3]);

int yMag = ((dane[4] * 256) + dane[5]);

// Dane wyjściowe do monitora szeregowego

Serial.print("Pole magnetyczne w osi X: ");

Serial.println(xMag);

Serial.print("Pole magnetyczne w osi Y: ");

Serial.println(yMag);

Serial.print("Pole magnetyczne w osi Z: ");

Serial.println(zMag);

opóźnienie(300);

}

W bibliotece przewodów Wire.write() i Wire.read() są używane do zapisywania poleceń i odczytywania wyjścia czujnika. Kolejna część kodu ilustruje odczyt wyjścia czujnika.

// Odczyt 6 bajtów danych // xMag msb, xMag lsb, zMag msb, zMag lsb, yMag msb, yMag lsb if(Wire.available() == 6) { data[0] = Wire.read(); dane[1] = Drut.odczyt(); dane[2] = Przewód.odczyt(); dane[3] = Przewód.odczyt(); dane[4] = Przewód.odczyt(); dane[5] = Wire.read(); }

Serial.print() i Serial.println() służą do wyświetlania wyjścia czujnika na monitorze szeregowym Arduino IDE.

Wyjście czujnika pokazano na powyższym obrazku.

Krok 4: Aplikacje:

HMC5883 to wieloukładowy moduł do montażu powierzchniowego przeznaczony do wykrywania pola magnetycznego niskiego pola z interfejsem cyfrowym do zastosowań takich jak niedrogie kompasy i magnetometria. Jego dokładność i precyzja na poziomie od jednego do dwóch stopni umożliwia nawigację pieszych i aplikacje LBS.