قطب نما LED و ارتفاع سنج: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

اجسام دارای LED همیشه مرا مجذوب خود می کند. بنابراین این پروژه ترکیبی از سنسور قطب نمای دیجیتال محبوب HMC5883L با 48 LED است. با قرار دادن LED ها در یک دایره ، رهبری که روشن می شود ، مسیری است که شما در حال حرکت هستید. هر 7.5 درجه یک LED جدید را هدایت می کند که نتایج دقیق را ارائه می دهد.

برد GY-86 همچنین سنسور فشار فشار MS5611 را ارائه می دهد. با استفاده از این سنسور می توان ارتفاع را محاسبه کرد. به دلیل وضوح بالا ، برای ارتفاع سنج مناسب است.

سنسور MPU6050 روی برد GY-86 دارای شتاب سنج 3 محوره و ژیروسکوپ 3 محوری است. ژیروسکوپ می تواند سرعت موقعیت زاویه ای را در طول زمان اندازه گیری کند. شتاب سنج می تواند شتاب گرانشی را اندازه گیری کند و با استفاده از ریاضی مثلثات می توان زاویه ای را که سنسور در آن قرار گرفته است محاسبه کرد. با ترکیب داده های شتاب سنج و ژیروسکوپ می توانید اطلاعاتی در مورد جهت سنسور به دست آورید. این می تواند برای جبران شیب قطب نما HMC5883L (انجام شود) استفاده شود.

ویدئوهای آموزشی کوتاه در این دستورالعمل به طور مفصل نحوه کار آن را توضیح می دهد. روشهای کالیبراسیون به صورت خودکار انجام می شود بنابراین موفقیت تضمین شده است. درجه حرارت در درجه سانتیگراد (پیش فرض) یا فارنهایت در دسترس است.

خوش بگذره !!

مرحله 1: ارتفاع سنج

ارتفاع سنج از سنسور فشارسنج MS5611 استفاده می کند. ارتفاع را می توان بر اساس اندازه گیری فشار اتمسفر تعیین کرد. هر چه ارتفاع بیشتر باشد فشار کمتر می شود. در هنگام راه اندازی ، ارتفاع سنج از فشار پیش فرض سطح دریا 1013.25 مگابایت استفاده می کند. با فشار دادن دکمه در پین 21 ، فشار محل شما به عنوان مرجع مورد استفاده قرار می گیرد. به این ترتیب ، اندازه گیری چیزی که ارتفاع چیزی (به عنوان مثال هنگام رانندگی در سربالایی با ماشین) امکان پذیر است.

در این پروژه از "فرمول هایپسومتری" استفاده می شود. این فرمول از دما برای جبران اندازه گیری استفاده می کند.

شناور alt=((powf (منبع / (((شناور) P / 100.0) ، 0.19022256) - 1.0) * ((شناور) TEMP / 100 + 273.15)) / 0.0065 ؛

در اینجا می توانید در مورد فرمول هایپسومتری اطلاعات بیشتری کسب کنید:

فرمول هایپسومتری

داده های کالیبراسیون کارخانه و دمای سنسور از سنسور MS5611 خوانده می شود و برای به دست آوردن دقیق ترین اندازه گیری ها روی کد اعمال می شود. در طول آزمایش متوجه شدم که سنسور MS5611 نسبت به جریان هوا و تفاوت در شدت نور حساس است. باید بتوان نتایج بهتری نسبت به این فیلم آموزشی دریافت کرد.

مرحله 2: قطعات

1 عدد میکروچیپ 18f26k22 میکروکنترلر 28-PIN PDIP

3 x MCP23017 16 بیتی I/O Expander 28 پین SPDIP

LED 48 x 3 میلی متر

1 عدد ماژول GY-86 با سنسورهای MS5611 ، HMC5883L و MPU6050

1 x SH1106 OLED 128x64 I2C

1 x خازن سرامیکی 100nF

مقاومت 1 x 100 اهم

مرحله 3: نمودار مدار و PCB

همه چیز بر روی PCB یک طرفه جا می شود. فایلهای Eagle و Gerber را در اینجا پیدا کنید تا بتوانید خودتان آن را تهیه کنید یا از تولیدکننده PCB بخواهید.

من از قطب نما LED و ارتفاع سنج در اتومبیل خود استفاده می کنم و از رابط OBD2 به عنوان منبع تغذیه استفاده می کنم. میکروکنترلر در کانکتور کاملاً مناسب است.

مرحله 4: چگونه می توان LED ها را در یک ثانیه با یک نرم افزار طراحی مدار چاپی عقاب کاملاً تراز کرد

شما باید این ویژگی واقعاً زیبا را در Eagle PCB Design Software مشاهده کنید که باعث صرفه جویی در ساعت کار شما می شود. با استفاده از این ویژگی عقاب می توانید LED ها را در یک دایره کاملاً در یک دایره قرار دهید.

فقط روی برگه "File" و سپس "Run ULP" کلیک کنید. از اینجا روی "cmd-draw.ulp" کلیک کنید. "Move" ، "degree degree" و "Circle" را انتخاب کنید. نام اولین LED را در قسمت "name" وارد کنید. مختصات مرکز دایره را روی شبکه در فیلدهای "X center coord" و "Y center coord" تنظیم کنید. در این پروژه 48 LED وجود دارد بنابراین تقسیم 360 بر 48 باعث 7.5 برای میدان "گام زاویه" می شود. شعاع این دایره 1.4 اینچ است. Enter را بزنید و یک حلقه کامل از LED ها دارید.

مرحله 5: فرآیند کالیبراسیون قطب نما

HMC5883L شامل یک ADC 12 بیتی است که دقت عنوان بندی قطب نمای 1 تا 2 درجه سانتیگراد را امکان پذیر می کند. اما قبل از ارائه داده های قابل استفاده ، باید کالیبره شود. به منظور اجرای صحیح این پروژه ، این روش کالیبراسیون وجود دارد که جبران x و y را ارائه می دهد. این ساده ترین روش نیست اما برای این پروژه کافی است. این روش فقط چند دقیقه برای شما هزینه خواهد داشت و نتایج خوبی را به شما می دهد.

با بارگیری و اجرای این نرم افزار در این فرایند کالیبراسیون راهنمایی می شوید. صفحه نمایش OLED به شما می گوید که چه زمانی این روند شروع می شود و چه زمانی به پایان می رسد. این فرآیند کالیبراسیون از شما می خواهد سنسور را 360 درجه بچرخانید در حالی که آن را کاملاً صاف نگه دارید (افقی روی زمین). آن را روی سه پایه یا چیزی شبیه آن سوار کنید. انجام این کار با نگه داشتن آن در دست کار نمی کند. در پایان ، جبران ها در OLED ارائه می شود. اگر چندین بار این روش را اجرا کنید ، باید نتایج تقریباً یکسانی را مشاهده کنید.

به صورت اختیاری ، داده های جمع آوری شده نیز از طریق RS232 از طریق پین 27 (9600 baud) در دسترس است. کافی است از یک برنامه ترمینال مانند Putty استفاده کنید و همه داده های موجود در فایل log را جمع آوری کنید. این داده ها را می توان به راحتی در Excel وارد کرد. از اینجا به راحتی می توانید نحوه افست HMC5883L خود را ببینید.

آفست ها در EEPROM میکروکنترلر قرار می گیرند. هنگام راه اندازی نرم افزار قطب نما و ارتفاع سنج که در مرحله 7 پیدا می کنید ، بارگیری می شوند.

مرحله 6: انحراف مغناطیسی مکان خود را جبران کنید

شمال مغناطیسی و شمال جغرافیایی (قطب شمال) وجود دارد. قطب نما شما خطوط میدان مغناطیسی زمین را دنبال می کند بنابراین به شمال مغناطیسی اشاره کنید. تفاوت بین شمال مغناطیسی و شمال جغرافیایی را انحراف مغناطیسی می نامند. در محل من ، میزان تنزل تنها 1 درجه و 22 دقیقه است ، بنابراین ارزش جبران آن را ندارد. در مکانهای دیگر ، این کاهش می تواند تا 30 درجه باشد.

شیب مغناطیسی را در محل خود پیدا کنید

اگر می خواهید این را جبران کنید (اختیاری است) می توانید شیب (درجه و دقیقه) را در EEPROM میکروکنترلر اضافه کنید. در محل 0x20 می توانید درجه ها را به شکل هگزا دسیمال اضافه کنید. به این دلیل امضا می شود که می تواند منفی منفی نیز باشد. در محل 0x21 می توانید دقیقه ها را نیز به صورت هگزا دسیمال اضافه کنید.

مرحله 7: کد را کامپایل کنید

این کد منبع را کامپایل کرده و میکروکنترلر خود را برنامه ریزی کنید. این کد با MPLABX IDE v5.20 و کامپایلر XC8 v2.05 در حالت C99 کامپایل می شود (بنابراین فهرستهای C99 را نیز شامل شوید). همچنین فایل hex در دسترس است بنابراین می توانید از روش تدوین صرف نظر کنید. مطمئن شوید که تیک گزینه "EEPROM data enabled" را برداشته اید تا مانع از رونویسی داده های کالیبراسیون (مرحله 5 شوید) شوید. برنامه نویس خود را روی 3.3 ولت تنظیم کنید!

با اتصال پین 27 به زمین ، درجه حرارت را در فارنهایت دریافت می کنید.

با تشکر از Achim Döbler برای کتابخانه گرافیکی µGUI او

نفر دوم در مسابقه سنسورها