Magnetische veldmeting met HMC5883 en Raspberry Pi - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

De HMC5883 is een digitaal kompas dat is ontworpen voor magnetische waarneming in een laag veld. Dit apparaat heeft een groot magnetisch veldbereik van +/- 8 Oe en een uitgangssnelheid van 160 Hz. De HMC5883-sensor bevat automatische demagnetiserende riemdrivers, offset-annulering en een 12-bits ADC die een nauwkeurigheid van 1° tot 2° mogelijk maakt. Alle I²C-minimodules zijn ontworpen om te werken op 5VDC.

In deze tutorial gaan we de gedetailleerde werking van HMC5883 met Raspberry pi en de programmering ervan met behulp van de Java-programmeertaal uitleggen.

Stap 1: Benodigde hardware:

De hardware die nodig is om de taak uit te voeren, is als volgt:

1. HMC5883

2. Raspberry Pi

3. I2C-kabel

4. I2C-schild voor Raspberry Pi

5. Ethernet-kabel

Stap 2: Hardware-aansluiting:

De hardware-aansluitingssectie legt in feite de bedradingsverbindingen uit die nodig zijn tussen de sensor en de Raspberry Pi. Zorgen voor correcte verbindingen is de basisbehoefte bij het werken aan elk systeem voor de gewenste output. De vereiste verbindingen zijn dus als volgt:

De HMC5883 werkt via I2C. Hier is het voorbeeldbedradingsschema, dat laat zien hoe elke interface van de sensor moet worden aangesloten.

Out-of-the-box, het bord is geconfigureerd voor een I2C-interface, daarom raden we aan om deze aansluiting te gebruiken als je verder agnostisch bent. Alles wat je nodig hebt zijn vier draden!

Er zijn slechts vier aansluitingen nodig Vcc, Gnd, SCL en SDA-pinnen en deze worden verbonden met behulp van I2C-kabel.

Deze verbindingen worden gedemonstreerd in de bovenstaande afbeeldingen.

Stap 3: Java-code om de intensiteit van het magnetische veld te meten:

Het voordeel van het gebruik van raspberry pi is dat het je de flexibiliteit biedt van de programmeertaal waarin je het bord wilt programmeren om de sensor ermee te verbinden. Gebruikmakend van dit voordeel van dit bord, demonstreren we hier het programmeren in Java. De Java-code voor HMC5883 kan worden gedownload van onze github-community, de Dcube Store.

Naast het gemak van de gebruikers leggen we de code hier ook uit:

Als eerste stap van het coderen moet je de pi4j-bibliotheek downloaden in het geval van java, omdat deze bibliotheek de functies ondersteunt die in de code worden gebruikt. Dus om de bibliotheek te downloaden, kunt u de volgende link bezoeken:

pi4j.com/install.html

U kunt hier ook de werkende Java-code voor deze sensor kopiëren:

com.pi4j.io.i2c. I2CBus importeren;

com.pi4j.io.i2c. I2CDevice importeren;

mport com.pi4j.io.i2c. I2CFactory;

import java.io. IOException;publieke klasse HMC5883

{

public static void main(String args) gooit Exception

{

// I2C-bus maken

I2CBus Bus = I2CFactory.getInstance(I2CBus. BUS_1);

// Haal I2C-apparaat op, HMC5883 I2C-adres is 0x1E (30)

I2CDevice-apparaat = Bus.getDevice (0x1E);

// Selecteer Configuratieregister A

// Normale meetconfiguratie, datasnelheid o/p = 0,75 Hz

apparaat.schrijven (0x00, (byte)0x60);

// Selecteer modus register

// Continue meetmodus

apparaat.schrijven (0x02, (byte) 0x00);

Draad.slaap(500);

// Lees 6 bytes aan gegevens van 0x03 (3)

// xMag msb, xMag lsb, zMag msb, zMag lsb, yMag msb, yMag lsb

byte data = nieuwe byte[6];

apparaat.lezen (0x03, gegevens, 0, 6);

// Converteer de gegevens

int xMag = ((data[0] & 0xFF) * 256 + (data[1] & 0xFF));

if(xMag > 32767)

{

xMag -= 65536;

}

int zMag = ((data[2] & 0xFF) * 256 + (data[3] & 0xFF));

if(zMag > 32767)

{

zMag -= 65536;

}

int yMag = ((data[4] & 0xFF) * 256 + (data[5] & 0xFF));

if(yMag > 32767)

{

yMag -= 65536;

}

// Gegevens uitvoeren naar scherm

System.out.printf("Magnetisch veld in X-as: %d %n", xMag);

System.out.printf("Magnetisch veld in Y-as: %d %n", yMag);

System.out.printf("Magnetisch veld in Z-as: %d %n", zMag);

}

}

De functies Write() en read() worden gebruikt om respectievelijk de opdrachten te schrijven en de sensoruitvoer te lezen. Het volgende deel illustreert het lezen van magnetische veldwaarden.

// Lees 6 bytes aan gegevens van 0x03 (3)

// xMag msb, xMag lsb, zMag msb, zMag lsb, yMag msb, yMag lsb

byte data = nieuwe byte[6];

apparaat.lezen (0x03, data, 0, 6);

De output wordt getoond in de afbeelding hierboven.

Stap 4: Toepassingen:

HMC5883 is een opbouwmodule met meerdere chips die is ontworpen voor magnetische detectie in een laag veld met een digitale interface voor toepassingen zoals goedkope kompasmeting en magnetometrie. De nauwkeurigheid en precisie op hoog niveau van één tot twee graden maakt voetgangersnavigatie en LBS-toepassingen mogelijk.