מצפן דיגיטלי באמצעות מגנטומטר Arduino ו- HMC5883L: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

היי חבר 'ה, חיישן זה יכול להצביע על הצפון, הדרום, המזרח והמערב הגיאוגרפיים, אנו בני האדם יכולים גם להשתמש בו לעתים בעת הצורך. לכן. במאמר זה הבה ננסה להבין כיצד פועל חיישן מגנטומטר וכיצד להתממשק אליו עם מיקרו -בקר כמו ארדואינו. כאן נבנה מצפן דיגיטלי מגניב שיעזור לנו למצוא את הכיוונים על ידי זוהר נורה המכוון לכיוון צפון.

מצפן דיגיטלי זה מפוברק בצורה מסודרת על PCB על ידי LIONCIRCUITS. נסו אותם, חבר'ה. איכות ה- PCB שלהם ממש טובה.

שלב 1: חומרה נדרשת

נעשה שימוש ברכיבים הבאים:

• Arduino Pro mini
• חיישן מגנטומטר HMC5883L
• נורות לד - 8 מס '
• נגד 470Ohm - 8Nos
• חבית ג'ק
• יצרן PCB אמין כמו LionCircuits
• מתכנת FTDI למיני
• מחשב/מחשב נייד

שלב 2: מהו מגנטומטר וכיצד הוא פועל?

לפני שנצלול למעגל, הבה נבין מעט על מגנטומטר וכיצד הם פועלים. כפי שהשם מרמז המונח מגנטו אינו מתייחס לאותו מוטנט מטורף בפלא שיכול לשלוט במתכות על ידי נגינת פסנתר באוויר. אה! אבל אני אוהב את הבחור הזה הוא מגניב.

מגנטומטר הוא למעשה ציוד שיכול לחוש את הקטבים המגנטיים של כדור הארץ ולכוון את הכיוון בהתאם לכך. כולנו יודעים שכדור הארץ הוא פיסת ענק של מגנט כדורית עם הקוטב הצפוני והקוטב הדרומי. ויש שדה מגנטי בגלל זה. מגנטומטר מרגיש את השדה המגנטי הזה ועל סמך כיוון השדה המגנטי הוא יכול לזהות את הכיוון שאנו פונים אליו.

שלב 3: כיצד פועל מודול החיישן HMC5883L?

HMC5883L בהיותו חיישן מגנטומטר עושה את אותו הדבר. יש עליו את ה- HMC5883L שמקורו בהוניוול. ל- IC זה יש 3 חומרים מגנטו-עמידים שבתוכם מסודרים בצירים x, y ו- z. כמות הזרם הזורם בחומרים אלה רגישה לשדה המגנטי של כדור הארץ. אז על ידי מדידת השינוי בזרם הזורם בחומרים אלה, אנו יכולים לזהות את השינוי בשדה המגנטי של כדור הארץ. ברגע שהשינוי נקלט בשדה מגנטי ניתן לשלוח את הערכים לכל בקר מוטבע כמו מיקרו -בקר או מעבד באמצעות פרוטוקול I2C.

שלב 4: תרשים מעגלים

המעגל עבור המצפן הדיגיטלי המבוסס על ארדואינו הוא די פשוט, עלינו פשוט לממשק את חיישן HMC5883L עם הארדואינו ולחבר 8 נוריות לד פיפי GPIO של ה- Arduino Pro mini. תרשים המעגל המלא מוצג בתמונה למעלה.

מודול החיישן כולל 5 פינים מתוכם DRDY (Data Ready) אינו משמש בפרויקט שלנו מכיוון שאנו מפעילים את החיישן במצב רציף. סיכת ה- Vcc והסיכה הטחונה משמשים להפעלת המודול עם 5V מלוח ה- Arduino. ה- SCL וה- SDA הם קווי אוטובוס התקשורת I2C המחוברים לסיכות A4 ו- A5 I2C של ה- Arduino Pro mini בהתאמה. מכיוון שלמודול עצמו יש נגד גבוה למשוך על הקווים, אין צורך להוסיף אותם חיצונית.

כדי לציין את הכיוון השתמשנו ב -8 נוריות LED שכולן מחוברות לסיכות GPIO של הארדואינו באמצעות נגד מגביל זרם של 470 אוהם. המעגל השלם מופעל באמצעות סוללת 9V דרך שקע הקנה. 9V זה מסופק ישירות לסיכת הווין של הארדואינו, שם הוא מוסדר ל- 5V באמצעות הרגולטור המשולב על Arduino. 5V זה משמש לאחר מכן להפעלת החיישן והארדואינו גם כן.

שלב 5: שיקול פרמטר לעיצוב PCB

1. עובי רוחב העקבות הוא מינימום 8 מיל.

2. הפער בין נחושת מישורית לעקבות נחושת הוא מינימום של 8 מיל.

3. הפער בין עקבות לעקוב הוא מינימום של 8 מיל.

4. גודל מקדחה מינימלי הוא 0.4 מ מ.

5. כל הרצועות שיש להן נתיב נוכחי צריכות עקבות עבים יותר.

שלב 6: ייצור

אתה יכול לצייר את ה- PCB סכמטי עם כל תוכנה לפי הנוחות שלך.

כאן, יש לי עיצוב משלי וקובץ גרבר מצורף. לאחר יצירת קובץ Gerber תוכל לשלוח אותו לכל יצרן PCB.

דעה אישית: העלה אותו ל- LIONCIRCUITS ותוכל לבצע הזמנה מקוונת. קל מאוד להעלות ולהזמין בפלטפורמה האוטומטית שלהם.