Digitaal kompas met Arduino en HMC5883L-magnetometer - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Hallo jongens, Deze sensor zou het geografische noorden, zuiden, oosten en westen kunnen aangeven, wij mensen zouden het ook kunnen gebruiken wanneer dat nodig is. Dus. Laten we in dit artikel proberen te begrijpen hoe de Magnetometer-sensor werkt en hoe deze kan worden gekoppeld aan een microcontroller zoals Arduino. Hier zullen we een cool digitaal kompas bouwen dat ons zal helpen bij het vinden van de richtingen door een LED te laten branden die naar het noorden wijst.

Dit digitale kompas is netjes op PCB gefabriceerd door LIONCIRCUITS. Probeer ze uit, jongens. Hun PCB-kwaliteit is echt goed.

Stap 1: Vereiste hardware

De volgende componenten zijn gebruikt:

• Arduino Pro mini
• HMC5883L Magnetometersensor
• LED-verlichting - 8Nos
• 470Ohm Weerstand – 8Nos
• Barrel Jack
• Een betrouwbare PCB-fabrikant zoals LionCircuits
• FTDI Programmeur voor mini
• pc/laptop

Stap 2: Wat is een magnetometer en hoe werkt het?

Voordat we in het circuit duiken, laten we een beetje begrijpen over magnetometers en hoe ze werken. Zoals de naam al doet vermoeden, verwijst de term Magneto niet naar die gekke mutant in wonder die metalen kon beheersen door gewoon piano in de lucht te spelen. Ohh! Maar ik vind die man leuk, hij is cool.

Een magnetometer is eigenlijk een apparaat dat de magnetische polen van de aarde kan detecteren en de richting dienovereenkomstig kan aangeven. We weten allemaal dat de aarde een enorm stuk is van een bolvormige magneet met Noordpool en Zuidpool. En daardoor is er een magnetisch veld. Een magnetometer detecteert dit magnetische veld en kan op basis van de richting van het magnetische veld de richting detecteren waar we naar kijken.

Stap 3: Hoe werkt de HMC5883L-sensormodule?

De HMC5883L is een magnetometersensor en doet hetzelfde. Het heeft de HMC5883L IC erop die van Honeywell is. Dit IC heeft 3 magneto-resistieve materialen die zijn gerangschikt in de assen x, y en z. De hoeveelheid stroom die door deze materialen stroomt, is gevoelig voor het aardmagnetisch veld. Dus door de verandering in de stroom die door deze materialen vloeit te meten, kunnen we de verandering in het magnetische veld van de aarde detecteren. Zodra de verandering een magnetisch veld is dat wordt geabsorbeerd, kunnen de waarden vervolgens via het I2C-protocol naar elke embedded controller zoals een microcontroller of processor worden verzonden.

Stap 4: Schakelschema

Het circuit voor dit op Arduino gebaseerde digitale kompas is vrij eenvoudig, we hoeven alleen de HMC5883L-sensor met de Arduino te koppelen en 8 LED's aan te sluiten op de GPIO-pinnen van de Arduino Pro mini. Het volledige schakelschema is weergegeven in de afbeelding hierboven.

De sensormodule heeft 5 pinnen waarvan de DRDY (Data Ready) niet wordt gebruikt in ons project omdat we de sensor in continue modus gebruiken. De Vcc en grondpin worden gebruikt om de module van stroom te voorzien met 5V van het Arduino-bord. De SCL en SDA zijn de I2C-communicatiebuslijnen die respectievelijk zijn aangesloten op de A4- en A5 I2C-pinnen van de Arduino Pro mini. Aangezien de module zelf een hoge trekweerstand op de lijnen heeft, is het niet nodig om deze extern toe te voegen.

Om de richting aan te geven hebben we 8 LED's gebruikt die allemaal zijn verbonden met de GPIO-pinnen van de Arduino via een stroombegrenzende weerstand van 470 Ohm. Het complete circuit wordt gevoed door een 9V batterij via de barrel Jack. Deze 9V wordt rechtstreeks aan de Vin-pin van de Arduino geleverd, waar deze wordt geregeld naar 5V met behulp van de ingebouwde regelaar op Arduino. Deze 5V wordt vervolgens gebruikt om de sensor en de Arduino van stroom te voorzien.

Stap 5: Parameteroverweging voor PCB-ontwerp

1. De dikte van de spoorbreedte is minimaal 8 mil.

2. De opening tussen vlak koper en koperspoor is minimaal 8 mil.

3. De afstand tussen een spoor tot spoor is minimaal 8 mil.

4. Minimale boormaat is 0,4 mm.

5. Alle sporen met het huidige pad hebben dikkere sporen nodig.

Stap 6: Fabricage

U kunt het PCB-schema naar eigen inzicht met elke software tekenen.

Hier heb ik mijn eigen ontwerp en Gerber-bestand bijgevoegd. Nadat u het Gerber-bestand hebt gegenereerd, kunt u het naar elke PCB-fabrikant sturen.

Persoonlijke mening: Upload het op LIONCIRCUITS en u kunt een online bestelling plaatsen. Het is heel eenvoudig om te uploaden en te bestellen op hun geautomatiseerde platform.