אופן השימוש במודול GY511 עם Arduino [צור מצפן דיגיטלי]: 11 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

סקירה כללית

בחלק מפרויקטים של אלקטרוניקה, עלינו להכיר את המיקום הגיאוגרפי בכל רגע ולבצע פעולה ספציפית בהתאם. במדריך זה תלמד כיצד להשתמש במודול המצפן LSM303DLHC GY-511 עם Arduino לייצור מצפן דיגיטלי. ראשית, תלמד על מודול זה וכיצד הוא פועל, ולאחר מכן תראה כיצד לממשק את מודול LSM303DLHC GY-511 עם Arduino.

מה תלמד

• מהו מודול מצפן?
• מודול מצפן וממשק Arduino.
• צור מצפן דיגיטלי עם מודול GY-511 ו- Arduino.

שלב 1: מידע כללי על מודול מצפן

מודול GY-511 כולל מד תאוצה 3 צירים ומגנטומטר 3 צירים. חיישן זה יכול למדוד את ההאצה הלינארית בקנה מידה מלא של ± 2 גרם / ± 4 גרם / ± 8 גרם / ± 16 גרם ושדות מגנטיים בקנה מידה מלא של 1.3 / ± 1.9 / ± 2.5 / ± 4.0 / ± 4.7 / ± 5.6 / ± 8.1 גאוס.

כאשר מודול זה ממוקם בשדה מגנטי, על פי חוק לורנץ זרם עירור גורם לסליל המיקרוסקופי שלו. מודול המצפן ממיר זרם זה למתח הדיפרנציאלי לכל כיוון קואורדינטות. באמצעות מתחים אלה, ניתן לחשב את השדה המגנטי לכל כיוון ולקבל את המיקום הגיאוגרפי.

עֵצָה

QMC5883L הוא עוד מודול מצפן נפוץ. מודול זה, בעל מבנה ויישום דומים למודול LMS303, שונה במקצת בביצועים. אז אם אתה מבצע את הפרויקטים, היזהר לגבי סוג המודול שלך. אם המודול שלך הוא QMC5882L, השתמש בספרייה ובקודים המתאימים הכלולים גם הם במדריך.

שלב 2: רכיבים נדרשים

רכיבי חומרה

Arduino UNO R3 *1

מד תאוצה 3-ציר GY-511 + מגנטומטר *1

מנוע סרוו TowerPro SG-90 *1

מודול LCD 1602 *1

מגשרים *1

אפליקציות תוכנה

Arduino IDE

שלב 3: מודול מצפן GY-511 ממשק עם Arduino

מודול מצפן GY-511 כולל 8 סיכות, אך אתה צריך רק 4 מהן כדי להתממשק עם Arduino. מודול זה מתקשר עם Arduino באמצעות פרוטוקול I2C, לכן חבר את סיכות ה- SDA (פלט I2C) ו- SCK (קלט השעון I2C) של המודול לסיכות I2C בלוח ה- Arduino.

הערה כפי שאתה יכול לראות, השתמשנו במודול GY-511 בפרויקט זה. אך תוכל להשתמש בהוראה זו להגדרת מודולי מצפן אחרים של LMS303.

שלב 4: כיול מודול מצפן GY-511

כדי לנווט, תחילה עליך לכייל את המודול, כלומר להגדיר את טווח המדידה בין 0 ל -360 מעלות. לשם כך, חבר את המודול ל- Arduino כפי שמוצג להלן והעלה את הקוד הבא ללוח שלך. לאחר ביצוע הקוד, תוכלו לראות את ערכי המינימום והמקסימום של טווח המדידה לציר X, Y ו- Z בחלון הצג הטורי. תזדקק למספרים אלה בחלק הבא, אז רשום אותם.

שלב 5: מעגל

שלב 6: קוד

בקוד זה, אתה צריך את ספריית Wire.h לתקשורת I2C, וספריית LMS303.h עבור מודול המצפן. אתה יכול להוריד את הספריות האלה מהקישורים הבאים.

ספריית LMS303.h

ספריית Wire.h

הערה אם אתה משתמש ב- QMC5883, תזדקק לספרייה הבאה:

MechaQMC5883L.h

כאן, אנו מסבירים את הקוד עבור LMS303, אך ניתן להוריד את הקודים עבור מודול ה- QMC גם כן.

בואו נראה כמה מהפונקציות החדשות:

compass.enableDefault ();

אתחול מודול

compass.read ();

קריאת ערכי הפלט של מודול המצפן

running_min.z = min (running_min.z, compass.m.z); running_max.x = max (running_max.x, compass.m.x);

קביעת ערכי המינימום והמקסימום של טווח המדידה על ידי השוואת הערכים הנמדדים.

שלב 7: הכנת מצפן דיגיטלי

לאחר כיול המודול, אנו הולכים לבנות מצפן על ידי חיבור מנוע סרוו למודול. כך שמחוון הסרוו תמיד מראה לנו את הכיוון הצפוני, כמו החץ האדום על המצפן. לשם כך, תחילה מודול המצפן מחשב את הכיוון הגיאוגרפי תחילה ושולח אותו לארדואינו ולאחר מכן, על ידי יישום מקדם מתאים, תחשב את הזווית שמנוע הסרוו צריך לסובב כך שהמחוון שלה יפנה לצפון המגנטי. בסופו של דבר, אנו מיישמים את הזווית הזו על מנוע הסרוו.

שלב 8: מעגל

שלב 9: קוד

לחלק זה אתה צריך גם את ספריית Servo.h, המותקנת כברירת מחדל בתוכנת ה- Arduino שלך.

בואו נראה כמה מהפונקציות החדשות:

סרוו סרוו 1;

אתחול מודול

compass.read ();

היכרות עם האובייקט של מנוע סרוו

Servo1.attach (servoPin); compass.init (); compass.enableDefault ();

אתחול מודול המצפן ומנוע סרוו

הארגומנט Servo1.attach () הוא מספר הסיכה המחוברת למנוע הסרוו.

compass.m_min = (LSM303:: וקטור) { -32767, -32767, -32767}; compass.m_max = (LSM303:: וקטור) { +32767, +32767, +32767};

באמצעות שורות אלה אתה מגדיר את ערכי המינימום והמקסימום למדידת הטווח שהושג בחלק הקודם.

כותרת צפה = compass.heading ((LSM303:: וקטור) {0, 0, 1});

פונקציית הכותרת () מחזירה את הזווית שבין ציר הקואורדינטות לציר קבוע. ניתן להגדיר את הציר הקבוע באמצעות וקטור בארגומנט הפונקציה. לדוגמה, כאן, על ידי הגדרת (LSM303:: וקטור) {0, 0, 1}, ציר Z נחשב כציר קבוע.

Servo1.write (כותרת);

הפונקציה Servo1.write () מחילה את ערך הקריאה על ידי מודול המצפן על מנוע הסרוו.

הערה שים לב שלמנוע הסרוו עשוי להיות שדה מגנטי, ולכן עדיף למקם את מנוע הסרווו במרחק מתאים ממודול המצפן, כך שהוא לא יגרום למודול המצפן לסטות.