เข็มทิศดิจิตอลโดยใช้ Arduino และ HMC5883L Magnetometer: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

สวัสดีพวก

เซ็นเซอร์นี้สามารถระบุตำแหน่งทางภูมิศาสตร์เหนือ ใต้ ตะวันออก และตะวันตก มนุษย์เราก็สามารถใช้เซ็นเซอร์นี้ได้ในบางครั้งเมื่อจำเป็น ดังนั้น. ในบทความนี้ให้เราลองทำความเข้าใจว่าเซ็นเซอร์ Magnetometer ทำงานอย่างไรและจะเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์เช่น Arduino ได้อย่างไร ที่นี่เราจะสร้าง Digital Compass สุดเจ๋งซึ่งจะช่วยเราในการค้นหาทิศทางด้วยการเรืองแสง LED ที่ชี้ไปทางทิศเหนือ

เข็มทิศดิจิตอลนี้ประดิษฐ์ขึ้นอย่างประณีตบน PCB โดย LIONCIRCUITS ลองพวกมันดูสิ คุณภาพ PCB ของพวกเขาดีมาก

ขั้นตอนที่ 1: ฮาร์ดแวร์ที่จำเป็น

มีการใช้ส่วนประกอบต่อไปนี้:

• Arduino Pro mini
• HMC5883L เซ็นเซอร์แมกนีโตมิเตอร์
• ไฟ LED - 8Nos
• ตัวต้านทาน 470Ohm – 8Nos
• แจ็คบาร์เรล
• ผู้ผลิต PCB ที่เชื่อถือได้เช่น LionCircuits
• โปรแกรมเมอร์ FTDI สำหรับ mini
• พีซี/แล็ปท็อป

ขั้นตอนที่ 2: Magnetometer คืออะไรและทำงานอย่างไร

ก่อนที่เราจะดำดิ่งสู่วงจร เรามาทำความเข้าใจกันเล็กน้อยเกี่ยวกับเครื่องวัดค่าความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กและวิธีการทำงานกัน ตามชื่อของมัน คำว่า Magneto ไม่ได้หมายถึงการกลายพันธุ์ที่บ้าคลั่งใน Marvel ผู้ซึ่งสามารถควบคุมโลหะได้เพียงแค่เล่นเปียโนในอากาศ โอ้! แต่ฉันชอบผู้ชายคนนั้น เขาเท่

แมกนิโทมิเตอร์เป็นอุปกรณ์ชิ้นหนึ่งที่สามารถตรวจจับขั้วแม่เหล็กของโลกและชี้ทิศทางตามนั้น เราทุกคนรู้ว่าโลกเป็นแม่เหล็กทรงกลมขนาดใหญ่ที่มีขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ และมีสนามแม่เหล็กด้วยเหตุนี้ Magnetometer จะตรวจจับสนามแม่เหล็กนี้และขึ้นอยู่กับทิศทางของสนามแม่เหล็กที่สามารถตรวจจับทิศทางที่เรากำลังเผชิญอยู่ได้

ขั้นตอนที่ 3: โมดูลเซ็นเซอร์ HMC5883L ทำงานอย่างไร

HMC5883L ที่เป็นเซ็นเซอร์วัดค่าความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กทำสิ่งเดียวกัน มีไอซี HMC5883L ซึ่งมาจากฮันนี่เวลล์ IC นี้มีวัสดุต้านทานแม่เหล็ก 3 ตัวอยู่ภายใน ซึ่งจัดเรียงอยู่ในแกน x, y และ z ปริมาณกระแสที่ไหลผ่านวัสดุเหล่านี้มีความไวต่อสนามแม่เหล็กของโลก ดังนั้นโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงของกระแสที่ไหลผ่านวัสดุเหล่านี้ เราจึงสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กโลกได้ เมื่อการเปลี่ยนแปลงเป็นสนามแม่เหล็กที่ถูกดูดซับ ค่าจะถูกส่งไปยังตัวควบคุมแบบฝังตัวใดๆ เช่น ไมโครคอนโทรลเลอร์หรือโปรเซสเซอร์ผ่านโปรโตคอล I2C

ขั้นตอนที่ 4: แผนภาพวงจร

วงจรสำหรับเข็มทิศดิจิตอลที่ใช้ Arduino นี้ค่อนข้างง่าย เราเพียงแค่เชื่อมต่อเซ็นเซอร์ HMC5883L กับ Arduino และเชื่อมต่อ LED 8 ดวงกับหมุด GPIO ของ Arduino Pro mini แผนภาพวงจรที่สมบูรณ์แสดงในภาพด้านบน

โมดูลเซ็นเซอร์มี 5 พิน ซึ่ง DRDY (Data Ready) ไม่ได้ใช้ในโครงการของเรา เนื่องจากเรากำลังใช้งานเซ็นเซอร์ในโหมดต่อเนื่อง Vcc และพินกราวด์ใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับโมดูลด้วย 5V จากบอร์ด Arduino SCL และ SDA เป็นสายบัสการสื่อสาร I2C ที่เชื่อมต่อกับพิน A4 และ A5 I2C ของ Arduino Pro mini ตามลำดับ เนื่องจากตัวโมดูลเองมีความต้านทานแรงดึงสูงบนเส้น จึงไม่จำเป็นต้องเพิ่มจากภายนอก

เพื่อระบุทิศทาง เราได้ใช้ LED 8 ดวงซึ่งทั้งหมดเชื่อมต่อกับพิน GPIO ของ Arduino ผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแสที่ 470 โอห์ม วงจรที่สมบูรณ์นั้นใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ 9V ผ่านแจ็คบาร์เรล 9V นี้ส่งตรงไปยังพิน Vin ของ Arduino ซึ่งควบคุมเป็น 5V โดยใช้ตัวควบคุมออนบอร์ดบน Arduino 5V นี้ใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับเซ็นเซอร์และ Arduino เช่นกัน

ขั้นตอนที่ 5: การพิจารณาพารามิเตอร์สำหรับการออกแบบ PCB

1. ความหนาของรอยตามความหนาขั้นต่ำ 8 mil.

2. ช่องว่างระหว่างระนาบทองแดงและร่องรอยทองแดงอย่างน้อย 8 mil

3. ช่องว่างระหว่างการติดตามเพื่อติดตามอย่างน้อย 8 ล้าน

4. ขนาดดอกสว่านขั้นต่ำ 0.4 มม.

5. แทร็กทั้งหมดที่มีเส้นทางปัจจุบันต้องการร่องรอยที่หนากว่า

ขั้นตอนที่ 6: การประดิษฐ์

คุณสามารถวาด PCB Schematic ด้วยซอฟต์แวร์ใดก็ได้ตามความสะดวกของคุณ

ฉันมีการออกแบบของตัวเองและไฟล์ Gerber แนบมาด้วย หลังจากที่คุณสร้างไฟล์ Gerber คุณสามารถส่งไปยังผู้ผลิต PCB ใดก็ได้

ความคิดเห็นส่วนตัว: อัปโหลดไปยัง LIONCIRCUITS และคุณสามารถสั่งซื้อออนไลน์ได้ การอัปโหลดและสั่งซื้อบนแพลตฟอร์มอัตโนมัติทำได้ง่ายมาก