کالیبراسیون آهنربای سنج سخت و نرم آسان: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

اگر سرگرمی شما RC ، هواپیماهای بدون سرنشین ، روباتیک ، الکترونیک ، واقعیت افزوده یا موارد مشابه است ، دیر یا زود با وظیفه کالیبراسیون مغناطیس سنج روبرو خواهید شد. هر ماژول مغناطیس سنج باید کالیبره شود ، زیرا اندازه گیری میدان مغناطیسی تحت برخی اعوجاج ها قرار می گیرد. دو نوع از این تحریف ها وجود دارد: اعوجاج آهن سخت و تحریف آهن نرم. نظریه مربوط به این تحریفات را می توانید در اینجا پیدا کنید. برای اندازه گیری دقیق ، باید مغناطیس سنج را برای اعوجاج آهن سخت و نرم کالیبره کنید. این دستورالعمل نحوه آسان انجام این کار را توضیح می دهد.

مرحله 1: موارد مورد نیاز

سخت افزار:

• ماژول مغناطیس سنج HMC5883L
• برد آردوینو مگا 2560

*اما به راحتی می توانید این دستورالعمل را برای ماژول مغناطیس سنج دیگر یا برد آردوینو استفاده کنید.

نرم افزار:

• MagMaster
• MagViewer

سیستم عامل:

طرح آردوینو

*این طرح برای ماژول HMC5883L نوشته شده است ، اما به راحتی می توانید آن را برای ماژول خود اتخاذ کنید.

دیگران:

• جعبه کاغذی
• تخته نان
• سیم ها

مرحله 2: ساخت جعبه کالیبراسیون

برای فرآیند کالیبراسیون باید جعبه کالیبراسیون مخصوص را تهیه کنید (تصویر 2.1). برای تهیه این من از یک جعبه کاغذی استفاده کردم ، اما شما می توانید از یک جعبه پلاستیکی ، یک میله چوبی یا چیز دیگری نیز استفاده کنید. شما باید ماژول مغناطیس سنج را با جعبه (به عنوان مثال با چسب) مانند شکل 2.1 نشان دهید. بر روی سطوح جعبه باید سیستم مختصات را مطابق با سیستم مختصات ماژول مغناطیس سنج بکشید.

مرحله 3: اتصال برق

ماژول مغناطیس سنج و برد آردوینو را مطابق تصویر 3.1 وصل کنید. توجه داشته باشید که ولتاژ منبع ماژول مغناطیس سنج می تواند 3 ، 3 ولت باشد (مانند مورد من با نسخه HMC5883L GY-273).

مرحله 4: نصب نرم افزار و سیستم عامل

نرم افزار و سیستم عامل را از اینجا بارگیری کنید. این آرشیو شامل فایل های زیر است:

• MagMaster.exe - برنامه کالیبراسیون مغناطیس سنج
• MagViewer.exe - برنامه تجسم اندازه گیری مغناطیس سنج
• Arduino_Code - طرح arduino برای فرآیند کالیبراسیون
• Arduino_Test_Results - طرح arduino برای آزمایش نتایج کالیبراسیون
• Arduino_Radius_Stabilisation - طرح arduino برای آزمایش نتایج کالیبراسیون با الگوریتم تثبیت شعاع کره
• MagMaster Files و MagViewer Files - فایل های سیستم MagMaster.exe و MagViewer.exe

همه این فایل ها را در هر پوشه کپی کنید. طرح "Arduino_Code" را روی برد arduino بارگذاری کنید. این طرح آردوینو به کتابخانه HMC5883L نیاز دارد ، پوشه "HMC5883L" (که در پوشه "Arduino_Code" قرار دارد) را در پوشه "C: / Program Files / Arduino / libraries" قبل از بارگذاری طرح کپی کنید.

مرحله 5: کالیبراسیون

معرفی

کالیبراسیون مغناطیس سنج فرآیند بدست آوردن ماتریس تبدیل و سوگیری است.

برای به دست آوردن اندازه گیری های کالیبره شده میدان مغناطیسی ، باید از این ماتریس تبدیل و سوگیری در برنامه خود استفاده کنید. در الگوریتم شما باید تعصب را به بردار داده های مغناطیس سنج کالیبره نشده (مختصات X ، Y ، Z) اعمال کنید و سپس ماتریس تبدیل را در این بردار حاصله ضرب کنید (تصویر 5.4). الگوریتم C این محاسبات را می توانید در طرح های "Arduino_Test_Results" و "Arduino_Radius_Stabilization" پیدا کنید.

فرایند کالیبراسیون

MagMaster.exe را اجرا کرده و پورت سریال برد arduino را انتخاب کنید. رشته های سبز رنگ در پنجره برنامه مختصات بردار مغناطیس سنج را نشان می دهد (تصویر 5.1).

ماژول مغناطیس سنج (جعبه کالیبراسیون با ماژول مغناطیس سنج متصل) را همانطور که در تصویر 5.2.1 نشان داده شده است قرار دهید و روی دکمه "نقطه 0" جعبه گروه "Axis X+" کلیک کنید. توجه داشته باشید که جعبه کالیبراسیون نسبت به صفحه افقی ثابت ثابت نیست. سپس مغناطیس سنج را همانطور که در تصویر 5.2.2 نشان داده شده است قرار دهید و روی دکمه "نقطه 180" جعبه گروه "Axis X+" و غیره کلیک کنید. شما باید به روش زیر عمل کنید (تصویر 5.3 را نیز ببینید):

• تصویر 5.2.1: "نقطه 0" ، "محور X+"
• تصویر 5.2.2: "نقطه 180" ، "محور X+"
• تصویر 5.2.3: "نقطه 0" ، "محور X-"
• تصویر 5.2.4: "نقطه 180" ، "محور X-"
• تصویر 5.2.5: "نقطه 0" ، "محور Y+"
• تصویر 5.2.6: "نقطه 180" ، "محور Y+"
• تصویر 5.2.7: "نقطه 0" ، "محور Y-"
• تصویر 5.2.8: "نقطه 180" ، "محور Y-"
• تصویر 5.2.9: "نقطه 0" ، "محور Z+"
• تصویر 5.2.10: "نقطه 180" ، "محور Z+"
• تصویر 5.2.11: "نقطه 0" ، "محور Z-"
• تصویر 5.2.12: "نقطه 180" ، "محور Z-"

شما باید جدول را پر کنید. پس از آن روی "محاسبه ماتریس تحول و تعصب" کلیک کنید و ماتریس تبدیل و سوگیری (تصویر 5.3) را بدست آورید.

ماتریس تحول و تعصب بدست آمده است! کالیبراسیون کامل است!

مرحله 6: آزمایش و تجسم

تجسم اندازه گیری های غیر کالیبره شده

طرح "Arduino_Code" را روی برد arduino بارگذاری کنید. MagViewer.exe را اجرا کنید ، پورت سریال برد آردوینو را انتخاب کنید (سرعت بارگذاری پورت سرال باید 9600 bps باشد) و روی "اجرای MagViewer" کلیک کنید. اکنون می توانید مختصات بردار داده مغناطیس سنج را در فضای سه بعدی در زمان واقعی مشاهده کنید (تصویر 6.1 ، فیلم 6.1 ، 6.2). این اندازه گیری ها کالیبره نشده اند.

تجسم اندازه گیری های کالیبره شده

طرح "Arduino_Radius_Stabilization" را ویرایش کنید ، ماتریس تبدیل پیش فرض و داده های سوگیری را با داده های کالیبراسیون (ماتریس و سوگیری تبدیل) جایگزین کنید. طرح "Arduino_Radius_Stabilization" را روی برد آردوینو بارگذاری کنید. MagViewer.exe را اجرا کنید ، پورت سریال را انتخاب کنید (نرخ بار 9600 bps است) ، روی "اجرای MagViewer" کلیک کنید. اکنون می توانید اندازه گیری های کالیبره شده را در فضای سه بعدی در زمان واقعی مشاهده کنید (تصویر 6.2 ، فیلم 6.3 ، 6.4).

با استفاده از این طرح ها می توانید الگوریتم پروژه مغناطیس سنج خود را با اندازه گیری های کالیبره شده بنویسید!