- Потребни материјали
- Шта је магнетометар и како делује?
- Како функционише сензорски модул ХМЦ5883Л
- Кружни дијаграм
- Израда ПЦБ-а за дигитални компас
- Састављање ПЦБ-а
- Програмирање Ардуина
Људски мозак је изграђен од сложеног слоја структура што нам помаже да будемо доминантна врста на земљи. На пример, енторинални кортекс у вашем мозгу може вам дати осећај правца помажући вам да се лако крећете кроз места која вам нису позната. Али за разлику од нас, роботима и беспилотним возилима Ариел треба нешто да би стекли осећај правца како би могли аутономно да маневришу на новим теренима и пејзажима. Различити роботи користе различите типове сензора да би то постигли, али најчешће коришћени је магнетометар, који би могао обавестити робота у ком се географском правцу тренутно суочава. То не само да ће помоћи роботу да осети правац већ и да се смењује у унапред дефинисаном смеру и анђелу.
Будући да је сензор могао да укаже на гео-графички север, југ, исток и запад, ми људи бисмо га такође могли користити кад год је то потребно. Дакле, у овом чланку покушајмо да схватимо како Магнетометар сензор ради и како да га повежемо са микроконтролером попут Ардуина. Овде ћемо направити сјајни дигитални компас који ће нам помоћи у проналажењу смерница светлуцајући ЛЕД лампицом која показује северни правац. Овај дигитални компас је лепо направљен на ПЦБ-у од ПЦБГОГО, тако да га могу носити следећи пут кад изађем у дивљину и пожелети да се изгубим само да бих ову ствар искористио за повратак кући. Хајде да почнемо.
Потребни материјали
- Ардуино Про мини
- ХМЦ5883Л Сензор магнетометра
- ЛЕД светла - 8Бр
- Отпорник 470Охм - 8бр
- Баррел Јацк
- Поуздан произвођач ПЦБ-а попут ПЦБгого
- ФТДИ програмер за мини
- ПЦ / Лаптоп
Шта је магнетометар и како делује?
Пре него што заронимо у коло, хајде да схватимо мало о магнетометру и како они раде. Као што и само име говори, појам Магнето се не односи на оног лудог мутанта у чуду који је могао да контролише метале само свирајући клавир у ваздуху. Охх! Али свиђа ми се тај тип, он је кул.
Магнетометар је заправо опрема која може осетити магнетне полове земље и усмеравати правац према томе. Сви знамо да је Земља огроман комад сферног магнета са Северним и Јужним полом. И због тога постоји магнетно поље. Магнетометар осети ово магнетно поље и на основу смера магнетног поља може да детектује смер у који смо окренути.
Како функционише сензорски модул ХМЦ5883Л
ХМЦ5883Л бити сензор магнетометар ради исту ствар. На себи је ХМЦ5883Л ИЦ који долази из Хонеивелла. Овај ИЦ има 3 магнето-отпорна материјала који су распоређени у осама к, и и з. Количина струје која пролази кроз ове материјале осетљива је на земљино магнетно поље. Дакле, мерењем промене струје која тече кроз ове материјале можемо открити промену Земљиног магнетног поља. Једном када се магнетско поље апсорбује, вредности се могу послати било којем уграђеном контролеру, попут микроконтролера или процесора, путем И2Ц протокола.
Будући да сензор делује сензирањем магнетног поља, на излазне вредности ће у великој мери утицати ако се метал постави у близини. Ово понашање се може искористити да би се ови сензори такође користили као детектори метала. Треба водити рачуна да се магнети не приближавају овом сензору, јер јако магнетно поље магнета може покренути лажне вредности на сензору.
Разлика између ХМЦ5883Л и КМЦ5883Л
Око ових сензора постоји уобичајена забуна код многих почетника. То је зато што неки добављачи (заправо већина) продају сензоре КМЦ5883Л уместо оригиналног ХМЦ5883Л компаније Хонеивелл. То је највише због тога што је КМЦ5883Л знатно јефтинији од модула ХМЦ5883Л. Тужан део је што се рад ова два сензора незнатно разликује и исти код се не може користити за оба. То је зато што И2Ц адреса оба сензора није иста. Код наведен у овом упутству ће радити само за КМЦ5883Л, обично доступни сензорски модул.
Да бисте знали који модел сензора имате, морате само пажљиво погледати саму ИЦ да бисте прочитали шта је написано на њој. Ако је написано нешто попут Л883, онда је то ХМЦ58836Л, а ако је написано нешто попут ДА5883, онда је то КМЦ5883Л ИЦ. Оба модула су приказана на доњој слици ради лакшег разумевања.
Кружни дијаграм
Коло за овај дигитални компас заснован на Ардуину је прилично једноставно, једноставно морамо повезати сензор ХМЦ5883Л са Ардуином и повезати 8 ЛЕД на ГПИО пинове Ардуино Про мини. Комплетна шема кола приказана је доле
Сензор модул има 5 игле од чији је ДРДИ (подаци Спреман) се не користе у нашем пројекту, јер ми радимо сензора у континуираном режиму. Вцц и уземљени пин се користе за напајање модула са 5В са Ардуино плоче. СЦЛ и СДА су И2Ц комуникационе магистрале које су повезане на А4 и А5 И2Ц пинове Ардуино Про мини-ја. Будући да сам модул има високоотпорни отпорник на водовима, нема потребе да их додајете споља.
Да бисмо назначили правац користили смо 8 ЛЕД диода које су све повезане на ГПИО пинове Ардуина кроз тренутни гранични отпорник од 470 Охма. Комплетно коло напаја батерија од 9 В кроз цев Џек. Овај 9В се испоручује директно на Вин пин на Ардуину, где се регулише на 5В помоћу уграђеног регулатора на Ардуину. Овај 5В се затим користи за напајање сензора и Ардуина.
Израда ПЦБ-а за дигитални компас
Идеја кола је да се 8 ЛЕД-а постави кружно, тако да сваки Лед усмери свих 8 праваца, наиме север, североисток, исток, југоисток, југ, југозапад, запад и северозапад. Тако да их није лако уредно распоредити на дасци за плочу или чак на перф плочи. Развој ПЦБ-а за овај круг учиниће да изгледа уредније и једноставније за употребу. Зато сам отворио свој софтвер за дизајнирање ПЦБ-а и поставио ЛЕД-ове и отпорнике у уредан кружни образац и повезао трачнице да бих створио везе. Мој дизајн је изгледао отприлике овако у наставку када је завршен. Датотеку Гербер такође можете преузети са доње везе.
- Преузмите Гербер датотеку за ПЦБ Дигитал Цомпасс
Дизајнирао сам га да буде двострука бочна плоча јер желим да се Ардуино налази на доњој страни моје ПЦБ-а тако да не поквари изглед на врху моје ПЦБ-а. Ако се бринете да бисте морали платити скупо за двострану ПЦБ, сачекајте, имам добар нови долазак.
Сада, када је наш дизајн спреман, време је да се они измисле. Довољно је једноставно постићи ПЦБ, једноставно следите кораке у наставку
1. корак: Уђите на ввв.пцбгого.цом, пријавите се ако је ово први пут. Затим на картици Прототип ПЦБ унесите димензије ПЦБ-а, број слојева и број ПЦБ-а који вам је потребан. Моја ПЦБ је 80цм × 80цм, тако да картица изгледа овако доле
Корак 2: Наставите кликом на дугме Цитирај одмах . Бићете преусмерени на страницу на којој можете поставити неколико додатних параметара ако је потребно, као што је материјал који користи размак трака итд. Али углавном ће подразумеване вредности радити у реду. Једино што овде морамо узети у обзир су цена и време. Као што видите, време израде је само 2-3 дана и кошта само 5 УСД за наш ПСБ. Затим можете одабрати жељени начин отпреме на основу ваших захтева.
Корак 3: Последњи корак је отпремање Гербер датотеке и наставак плаћања. Да би се уверио да је поступак несметан, ПЦБГОГО проверава да ли је ваша Гербер датотека важећа пре него што настави са уплатом. На овај начин можете бити сигурни да је ваша ПЦБ погодна за производњу и да ће вас контактирати као да сте предани.
Састављање ПЦБ-а
Након што је плоча наручена, стигла је до мене након неколико дана, иако је курир у лепо обележеној добро упакованој кутији и као и увек квалитет ПЦБ-а био изванредан. Делим неколико слика доњих плоча да бисте ви оценили.
Укључио сам штап за лемљење и почео да склапам плочу. Будући да су отисци стопала, јастучићи, плочице и ситотисак савршено правилног облика и величине, нисам имао проблема са састављањем плоче. Даска је била готова за само 10 минута од тренутка распакивања кутије.
Неколико слика плоче након лемљења приказано је у наставку.
Програмирање Ардуина
Сада када је наш хардвер спреман, погледајмо програм који треба да се учита на нашу Ардуино плочу. Сврха кода је очитавање података са сензора магнетометра КМЦ5883Л и њихово претварање у степен (0 до 360). Једном када знамо степен, морамо да упалимо ЛЕД који показује одређени правац. Правац који сам користио у овом програму је север. Дакле, без обзира на то где се налазите, на вашој плочи ће светлити само једна ЛЕД лампица, а правац ЛЕД-а означава смер НОРТХ. Једном када смо касније могли израчунати други правац, познат је један правац.
Комплетни код за овај пројекат Дигиталног компаса налази се на крају ове странице. Можете га директно отпремити на таблу након укључивања библиотеке и спремни сте за полазак. Али, ако желите знати