La bàn kỹ thuật số sử dụng Arduino và từ kế HMC5883L: 6 bước

2025 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2025-01-23 15:15

Chào các cậu, Cảm biến này có thể cho biết địa lý Bắc, Nam, Đông và Tây, con người chúng ta cũng có thể sử dụng nó bất cứ lúc nào khi cần thiết. Vì thế. Trong bài viết này, chúng ta hãy thử tìm hiểu cách thức hoạt động của cảm biến Magnetometer và cách giao diện nó với một bộ vi điều khiển như Arduino. Ở đây chúng tôi sẽ xây dựng một La bàn kỹ thuật số tuyệt vời sẽ giúp chúng tôi tìm hướng bằng cách phát sáng một đèn LED chỉ hướng Bắc.

La bàn kỹ thuật số này được chế tạo gọn gàng trên PCB bởi LIONCIRCUITS. Hãy thử chúng đi, các bạn. Chất lượng PCB của họ thực sự tốt.

Bước 1: Phần cứng cần thiết

Các thành phần sau đã được sử dụng:

• Arduino Pro mini
• Cảm biến từ kế HMC5883L
• Đèn LED - 8Nos
• Điện trở 470Ohm - 8Nos
• Jack thùng
• Một nhà sản xuất PCB đáng tin cậy như LionCircuits
• Lập trình FTDI cho mini
• PC / Máy tính xách tay

Bước 2: Máy đo từ tính là gì và nó hoạt động như thế nào?

Trước khi đi sâu vào mạch, chúng ta hãy hiểu một chút về từ kế và cách chúng hoạt động. Như tên cho thấy, thuật ngữ Magneto không ám chỉ người đột biến điên rồ trong kỳ diệu có thể điều khiển kim loại chỉ bằng cách chơi piano trong không khí. Ohh! Nhưng tôi thích anh chàng đó, anh ấy rất ngầu.

Từ kế thực sự là một thiết bị có thể cảm nhận các cực từ của trái đất và chỉ hướng theo đó. Chúng ta đều biết rằng Trái đất là một miếng nam châm hình cầu khổng lồ có cực Bắc và cực Nam. Và có một từ trường vì nó. Một Magnetometer cảm nhận từ trường này và dựa trên hướng của từ trường, nó có thể phát hiện hướng chúng ta đang đối mặt.

Bước 3: Mô-đun cảm biến HMC5883L hoạt động như thế nào?

HMC5883L là một cảm biến từ kế cũng làm được điều tương tự. Nó có IC HMC5883L trên đó là của Honeywell. IC này có 3 vật liệu điện trở từ bên trong được sắp xếp theo các trục x, y và z. Lượng dòng điện chạy qua các vật liệu này nhạy cảm với từ trường của trái đất. Vì vậy, bằng cách đo sự thay đổi của dòng điện chạy qua các vật liệu này, chúng ta có thể phát hiện sự thay đổi trong từ trường của Trái đất. Khi sự thay đổi là một từ trường được hấp thụ, các giá trị sau đó có thể được gửi đến bất kỳ bộ điều khiển nhúng nào như vi điều khiển hoặc bộ xử lý thông qua giao thức I2C.

Bước 4: Sơ đồ mạch

Mạch cho La bàn kỹ thuật số dựa trên Arduino này khá đơn giản, chúng ta chỉ cần giao diện cảm biến HMC5883L với Arduino và kết nối 8 đèn LED với chân GPIO của Arduino Pro mini. Sơ đồ mạch hoàn chỉnh được hiển thị trong hình trên.

Mô-đun cảm biến có 5 chân trong đó DRDY (Sẵn sàng dữ liệu) không được sử dụng trong dự án của chúng tôi vì chúng tôi đang vận hành cảm biến ở chế độ liên tục. Chân Vcc và chân nối đất được sử dụng để cấp nguồn cho Mô-đun với nguồn 5V từ bảng Arduino. SCL và SDA là các đường bus giao tiếp I2C được kết nối với các chân I2C A4 và A5 của Arduino Pro mini tương ứng. Vì bản thân mô-đun có một điện trở kéo cao trên các đường dây, nên không cần thêm chúng bên ngoài.

Để chỉ ra hướng, chúng tôi đã sử dụng 8 đèn LED, tất cả đều được kết nối với các chân GPIO của Arduino thông qua một điện trở giới hạn hiện tại là 470 Ohms. Toàn bộ mạch được cung cấp bởi một pin 9V thông qua Jack thùng. 9V này được cung cấp trực tiếp đến chân Vin của Arduino nơi nó được điều chỉnh thành 5V bằng bộ điều chỉnh tích hợp trên Arduino. 5V này sau đó được sử dụng để cấp nguồn cho cảm biến và Arduino.

Bước 5: Cân nhắc tham số cho thiết kế PCB

1. Độ dày bề rộng vết là tối thiểu 8 triệu.

2. Khoảng cách giữa đồng phẳng và vết đồng tối thiểu là 8 triệu.

3. Khoảng cách giữa một dấu vết để theo dõi tối thiểu là 8 triệu.

4. Kích thước khoan tối thiểu là 0,4 mm.

5. Tất cả các bản nhạc có đường dẫn hiện tại cần dấu vết dày hơn.

Bước 6: Chế tạo

Bạn có thể vẽ Sơ đồ PCB bằng bất kỳ phần mềm nào tùy theo sự thuận tiện của bạn.

Ở đây, tôi có thiết kế của riêng tôi và tệp Gerber đính kèm. Sau khi tạo tệp Gerber, bạn có thể gửi tệp đó đến bất kỳ nhà sản xuất PCB nào.

Ý kiến cá nhân: Tải nó lên LIONCIRCUITS và bạn có thể đặt hàng trực tuyến. Rất dễ dàng tải lên và đặt hàng trên nền tảng tự động của họ.