اندازه گیری میدان مغناطیسی با استفاده از HMC5883 و آردوینو نانو: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

HMC5883 یک قطب نمای دیجیتالی است که برای سنجش مغناطیسی میدان کم طراحی شده است. این دستگاه دارای طیف وسیعی از میدان مغناطیسی +/- 8 Oe و نرخ خروجی 160 هرتز است. سنسور HMC5883 شامل درایور تسمه زدایی اتوماتیک تسمه ، لغو افست و ADC 12 بیتی است که دقت عنوان بندی قطب نما را 1 تا 2 درجه امکان پذیر می کند. همه ماژول های I²C Mini طوری طراحی شده اند که در 5VDC کار کنند.

در این آموزش ، ما قصد داریم کار مفصل HMC5883 را با آردوینو نانو توضیح دهیم.

مرحله 1: سخت افزار مورد نیاز:

مواد مورد نیاز برای تحقق هدف ما شامل اجزای سخت افزاری زیر است:

1. HMC5883

2. آردوینو نانو

3. کابل I2C

4. I2C Shield برای آردوینو نانو

مرحله 2: اتصال سخت افزاری:

بخش اتصال سخت افزاری اساساً اتصالات سیم کشی مورد نیاز بین سنسور و آردوینو نانو را توضیح می دهد. اطمینان از اتصالات صحیح ضروری ترین ضرورت در هنگام کار بر روی هر سیستم برای خروجی مورد نظر است. بنابراین ، اتصالات مورد نیاز به شرح زیر است:

HMC5883 روی I2C کار خواهد کرد. در اینجا مثال نمودار سیم کشی است که نحوه اتصال هر رابط سنسور را نشان می دهد.

خارج از جعبه ، برد برای یک رابط I2C پیکربندی شده است ، بنابراین توصیه می کنیم در غیر این صورت آگنوستیک از این اتصال استفاده کنید. تنها چیزی که نیاز دارید چهار سیم است!

فقط چهار اتصال نیاز به پین های Vcc ، Gnd ، SCL و SDA دارد و این اتصالات با کمک کابل I2C متصل می شوند.

این اتصالات در تصاویر بالا نشان داده شده است.

مرحله 3: کد آردوینو برای اندازه گیری شدت میدان مغناطیسی:

اجازه دهید اکنون با کد آردوینو شروع کنیم.

هنگام استفاده از ماژول سنسور با آردوینو ، ما کتابخانه Wire.h را شامل می شود. کتابخانه "Wire" شامل عملکردهایی است که ارتباط i2c بین سنسور و برد آردوینو را تسهیل می کند.

برای راحتی کاربر ، کل کد آردوینو در زیر آورده شده است:

#عبارتند از

// آدرس HMC5883 I2C 0x1E است (30)

#تعریف Addr 0x1E

void setup ()

{

// راه اندازی ارتباط I2C به عنوان MASTER

Wire.begin ()؛

// برقراری ارتباط اولیه ، تنظیم نرخ باود = 9600

Serial.begin (9600)؛

// شروع انتقال I2C

Wire.beginTransmission (Addr)؛

// configure register A را انتخاب کنید

Wire.write (0x00) ؛

// تنظیمات اندازه گیری معمولی ، میزان خروجی داده = 0.75 هرتز

Wire.write (0x60) ؛

// توقف انتقال I2C

Wire.endTransmission ()؛

// شروع انتقال I2C

Wire.beginTransmission (Addr)؛

// حالت ثبت نام را انتخاب کنید

Wire.write (0x02) ؛

// اندازه گیری مداوم را تنظیم کنید

Wire.write (0x00) ؛

// توقف انتقال I2C

Wire.endTransmission ()؛

تأخیر (300) ؛

}

حلقه خالی ()

{

اطلاعات int بدون علامت [6]؛

// شروع انتقال I2C

Wire.beginTransmission (Addr)؛

// ثبت داده را انتخاب کنید

Wire.write (0x03) ؛

// توقف انتقال I2C

Wire.endTransmission ()؛

// درخواست 6 بایت داده

سیم. درخواست از (Addr، 6)؛

// خواندن 6 بایت داده

// xMag msb، xMag lsb، zMag msb، zMag lsb، yMag msb، yMag lsb

if (Wire.available () == 6)

{

داده [0] = Wire.read ()؛

داده [1] = Wire.read ()؛

داده [2] = Wire.read ()؛

داده [3] = Wire.read ()؛

داده [4] = Wire.read ()؛

داده [5] = Wire.read ()؛

}

تأخیر (300) ؛

// تبدیل داده ها

int xMag = ((داده [0] * 256) + داده [1]) ؛

int zMag = ((داده [2] * 256) + داده [3]) ؛

int yMag = ((داده [4] * 256) + داده [5]) ؛

// خروجی داده ها به مانیتور سریال

Serial.print ("میدان مغناطیسی در محور X:") ؛

Serial.println (xMag) ؛

Serial.print ("میدان مغناطیسی در محور Y:") ؛

Serial.println (yMag) ؛

Serial.print ("میدان مغناطیسی در محور Z:") ؛

Serial.println (zMag) ؛

تأخیر (300) ؛

}

در کتابخانه سیم Wire.write () و Wire.read () برای نوشتن دستورات و خواندن خروجی سنسور استفاده می شود. در ادامه بخشی از کد ، خوانش خروجی سنسور را نشان می دهد.

// خواندن 6 بایت داده // xMag msb، xMag lsb، zMag msb، zMag lsb، yMag msb، yMag lsb if (Wire.available () == 6) {data [0] = Wire.read ()؛ داده [1] = Wire.read ()؛ داده [2] = Wire.read ()؛ داده [3] = Wire.read ()؛ داده [4] = Wire.read ()؛ داده [5] = Wire.read ()؛ }

Serial.print () و Serial.println () برای نمایش خروجی سنسور در مانیتور سریال Arduino IDE استفاده می شود.

خروجی سنسور در تصویر بالا نشان داده شده است.

مرحله 4: برنامه های کاربردی:

HMC5883 یک ماژول چند سطحی برای نصب روی سطح است که برای سنجش مغناطیسی میدان کم با رابط دیجیتالی برای برنامه هایی مانند قطب نمای کم هزینه و مغناطیس سنجی طراحی شده است. دقت و دقت یک تا دو درجه ای آن ، برنامه های ناوبری عابر پیاده و برنامه های LBS را امکان پذیر می کند.