Busolă digitală utilizând magnetometrul Arduino și HMC5883L: 6 pași

2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-23 15:04

Salut baieti, Acest senzor ar putea indica nordul, sudul, estul și vestul geografic. Asa de. În acest articol, să încercăm să înțelegem cum funcționează senzorul magnetometrului și cum să-l interfațăm cu un microcontroler precum Arduino. Aici vom construi o busolă digitală rece, care ne va ajuta în găsirea direcțiilor prin aprinderea unui LED care indică direcția nord.

Această busolă digitală este fabricată pe PCB de LIONCIRCUITS. Încercați-le, băieți. Calitatea lor PCB este foarte bună.

Pasul 1: Hardware necesar

Au fost utilizate următoarele componente:

• Arduino Pro mini
• Senzor magnetometru HMC5883L
• Luminile cu LED - 8Nos
• Rezistor 470Ohm - 8Nos
• Barrel Jack
• Un producător de încredere de PCB, precum LionCircuits
• Programator FTDI pentru mini
• PC / laptop

Pasul 2: Ce este un magnetometru și cum funcționează?

Înainte să ne scufundăm în circuit, să înțelegem puțin despre magnetometru și cum funcționează acestea. După cum sugerează și numele, termenul Magneto nu se referă la acel mutant nebun din minune care ar putea controla metalele doar cântând la pian în aer. Ohh! Dar îmi place tipul ăla pe care îl mișcă.

Un magnetometru este de fapt o piesă de echipament care ar putea simți polii magnetici ai pământului și ar putea indica direcția în funcție de aceasta. Știm cu toții că Pământul este o bucată uriașă de magnet sferic cu Polul Nord și Polul Sud. Și există un câmp magnetic din cauza acestuia. Un magnetometru detectează acest câmp magnetic și pe baza direcției câmpului magnetic poate detecta direcția spre care ne confruntăm.

Pasul 3: Cum funcționează modulul senzor HMC5883L?

HMC5883L fiind un senzor magnetometru face același lucru. Are IC HMC5883L, care este de la Honeywell. Acest CI are 3 materiale magneto-rezistive în interiorul cărora sunt dispuse în axele x, y și z. Cantitatea de curent care curge prin aceste materiale este sensibilă la câmpul magnetic al Pământului. Deci, măsurând schimbarea curentului care curge prin aceste materiale, putem detecta schimbarea câmpului magnetic al Pământului. Odată ce modificarea este absorbită de un câmp magnetic, valorile pot fi apoi trimise către orice controler încorporat, cum ar fi un microcontroler sau procesor, prin protocolul I2C.

Pasul 4: Diagrama circuitului

Circuitul acestei busole digitale bazat pe Arduino este destul de simplu, trebuie pur și simplu să interfațăm senzorul HMC5883L cu Arduino și să conectăm 8 LED-uri la pinii GPIO ai Arduino Pro mini. Schema completă a circuitului este prezentată în imaginea de mai sus.

Modulul senzor are 5 pini din care DRDY (Data Ready) nu este utilizat în proiectul nostru, deoarece operăm senzorul în modul continuu. Vcc-ul și pinul de masă sunt utilizate pentru a alimenta modulul cu 5V de pe placa Arduino. SCL și SDA sunt liniile magistralei de comunicații I2C care sunt conectate la pinii A4 și A5 I2C ai Arduino Pro mini. Deoarece modulul în sine are o rezistență ridicată pe linii, nu este nevoie să le adăugați extern.

Pentru a indica direcția, am folosit 8 LED-uri, toate conectate la pinii GPIO ai Arduino printr-un rezistor de limitare a curentului de 470 Ohmi. Circuitul complet este alimentat de o baterie de 9V prin mufa cu butoi. Acest 9V este furnizat direct pinului Vin al Arduino, unde este reglat la 5V utilizând regulatorul de pe Arduino. Acest 5V este apoi utilizat pentru a alimenta senzorul și Arduino.

Pasul 5: Analiza parametrilor pentru proiectarea PCB

1. Grosimea lățimii urmelor este de minimum 8 mil.

2. Decalajul dintre cuprul plan și urma de cupru este de minimum 8 mil.

3. Decalajul dintre o urmă la o urmă este de cel puțin 8 mil.

4. Dimensiunea minimă a burghiului este de 0,4 mm.

5. Toate pistele care au o cale curentă necesită urme mai groase.

Pasul 6: Fabricare

Puteți desena schema PCB cu orice software după cum doriți.

Aici, am propriul meu design și fișier Gerber atașat. După ce generați fișierul Gerber, îl puteți trimite oricărui producător de PCB.

Opinie personală: încărcați-o pe LIONCIRCUITS și puteți plasa o comandă online. Este foarte ușor să încărcați și să comandați pe platforma lor automată.