การวัดสนามแม่เหล็กโดยใช้ HMC5883 และ Arduino Nano: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

HMC5883 เป็นเข็มทิศดิจิตอลที่ออกแบบมาสำหรับการตรวจจับสนามแม่เหล็กระดับต่ำ อุปกรณ์นี้มีช่วงสนามแม่เหล็กกว้าง +/-8 Oe และอัตราเอาต์พุต 160 Hz เซ็นเซอร์ HMC5883 ประกอบด้วยตัวขับสายรัดแบบลดสนามแม่เหล็กอัตโนมัติ การยกเลิกออฟเซ็ต และ ADC 12 บิตที่ช่วยให้ทิศทางของเข็มทิศแม่นยำตั้งแต่ 1° ถึง 2° I²C Mini Modules ทั้งหมดได้รับการออกแบบให้ทำงานที่ 5VDC

ในบทช่วยสอนนี้ เราจะอธิบายการทำงานโดยละเอียดของ HMC5883 กับ Arduino nano

ขั้นตอนที่ 1: ฮาร์ดแวร์ที่จำเป็น:

วัสดุที่เราต้องการเพื่อให้บรรลุเป้าหมายประกอบด้วยส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ต่อไปนี้:

1. HMC5883

2. Arduino นาโน

3. สายเคเบิล I2C

4. I2C Shield สำหรับ Arduino Nano

ขั้นตอนที่ 2: การเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์:

ส่วนการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์โดยทั่วไปจะอธิบายการเชื่อมต่อสายไฟที่จำเป็นระหว่างเซ็นเซอร์และ Arduino nano ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อถูกต้องเป็นสิ่งจำเป็นพื้นฐานในขณะที่ทำงานกับระบบใด ๆ สำหรับเอาต์พุตที่ต้องการ ดังนั้น การเชื่อมต่อที่จำเป็นมีดังนี้:

HMC5883 จะทำงานบน I2C นี่คือตัวอย่างไดอะแกรมการเดินสาย ซึ่งสาธิตวิธีเชื่อมต่อแต่ละอินเทอร์เฟซของเซ็นเซอร์

นอกกรอบ บอร์ดได้รับการกำหนดค่าสำหรับอินเทอร์เฟซ I2C ดังนั้นเราขอแนะนำให้ใช้การเชื่อมต่อนี้หากคุณไม่เชื่อเรื่องพระเจ้า สิ่งที่คุณต้องมีคือสี่สาย!

ต้องใช้พิน Vcc, Gnd, SCL และ SDA เพียงสี่การเชื่อมต่อเท่านั้น และเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิล I2C

การเชื่อมต่อเหล่านี้แสดงให้เห็นในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 3: รหัส Arduino เพื่อวัดความเข้มของสนามแม่เหล็ก:

ให้เราเริ่มต้นด้วยรหัส Arduino ตอนนี้

ในขณะที่ใช้โมดูลเซ็นเซอร์กับ Arduino เราได้รวมไลบรารี Wire.h ไลบรารี "Wire" มีฟังก์ชันที่อำนวยความสะดวกในการสื่อสาร i2c ระหว่างเซนเซอร์และบอร์ด Arduino

รหัส Arduino ทั้งหมดได้รับด้านล่างเพื่อความสะดวกของผู้ใช้:

#รวม

// ที่อยู่ HMC5883 I2C คือ 0x1E(30)

#define แอดเดอร์ 0x1E

การตั้งค่าเป็นโมฆะ ()

{

// เริ่มต้นการสื่อสาร I2C เป็น MASTER

Wire.begin();

// เริ่มต้นการสื่อสารแบบอนุกรม ตั้งค่าอัตรารับส่งข้อมูล = 9600

Serial.begin(9600);

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือกกำหนดค่าการลงทะเบียน A

Wire.write(0x00);

// ตั้งค่าการวัดปกติ อัตราการส่งข้อมูล = 0.75Hz

Wire.write(0x60);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือกโหมดลงทะเบียน

Wire.write(0x02);

// ตั้งค่าการวัดต่อเนื่อง

Wire.write(0x00);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

ล่าช้า (300);

}

วงเป็นโมฆะ ()

{

ข้อมูล int ที่ไม่ได้ลงนาม[6];

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือก data register

Wire.write(0x03);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// ขอข้อมูล 6 ไบต์

Wire.requestFrom(Addr, 6);

// อ่านข้อมูลขนาด 6 ไบต์

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

if(Wire.available() == 6)

{

data[0] = Wire.read();

ข้อมูล[1] = Wire.read();

ข้อมูล [2] = Wire.read();

ข้อมูล[3] = Wire.read();

ข้อมูล[4] = Wire.read();

ข้อมูล[5] = Wire.read();

}

ล่าช้า (300);

// แปลงข้อมูล

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

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

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

// ส่งออกข้อมูลไปยังมอนิเตอร์แบบอนุกรม

Serial.print("สนามแม่เหล็กในแกน X: ");

Serial.println(xMag);

Serial.print("สนามแม่เหล็กในแกน Y: ");

Serial.println (yMag);

Serial.print("สนามแม่เหล็กในแกน Z: ");

Serial.println (zMag);

ล่าช้า (300);

}

ในไลบรารีของสายไฟ Wire.write() และ Wire.read() ใช้เพื่อเขียนคำสั่งและอ่านเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ ส่วนต่อไปนี้ของรหัสแสดงการอ่านเอาต์พุตของเซ็นเซอร์

// อ่านข้อมูลขนาด 6 ไบต์ // xMag msb, xMag lsb, zMag msb, zMag lsb, yMag msb, yMag lsb if(Wire.available() == 6) { data[0] = Wire.read(); ข้อมูล[1] = Wire.read(); ข้อมูล [2] = Wire.read(); ข้อมูล[3] = Wire.read(); ข้อมูล[4] = Wire.read(); ข้อมูล[5] = Wire.read(); }

Serial.print() และ Serial.println() ใช้เพื่อแสดงเอาต์พุตของเซ็นเซอร์บนจอภาพอนุกรมของ Arduino IDE

เอาต์พุตของเซ็นเซอร์แสดงในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 4: การใช้งาน:

HMC5883 เป็นโมดูลมัลติชิปแบบยึดบนพื้นผิวที่ออกแบบมาสำหรับการตรวจจับสนามแม่เหล็กต่ำพร้อมอินเทอร์เฟซดิจิทัลสำหรับการใช้งาน เช่น เข็มทิศและการวัดความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กที่มีต้นทุนต่ำ ความแม่นยำและความแม่นยำในระดับสูงหนึ่งถึงสององศาทำให้สามารถนำทางคนเดินถนนและแอปพลิเคชัน LBS ได้