Đo từ trường bằng HMC5883 và Arduino Nano: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

HMC5883 là một la bàn kỹ thuật số được thiết kế để cảm biến từ trường thấp. Thiết bị này có dải từ trường rộng +/- 8 Oe và tốc độ đầu ra là 160 Hz. Cảm biến HMC5883 bao gồm trình điều khiển dây đeo khử dầu tự động, hủy bù trừ và ADC 12 bit cho phép độ chính xác của hướng la bàn từ 1 ° đến 2 °. Tất cả các Mô-đun Mini I²C được thiết kế để hoạt động ở 5VDC.

Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ giải thích hoạt động chi tiết của HMC5883 với Arduino nano.

Bước 1: Yêu cầu phần cứng:

Các tài liệu mà chúng tôi cần để hoàn thành mục tiêu của mình bao gồm các thành phần phần cứng sau:

1. HMC5883

2. Arduino Nano

3. Cáp I2C

4. Lá chắn I2C cho Arduino Nano

Bước 2: Kết nối phần cứng:

Phần kết nối phần cứng về cơ bản giải thích các kết nối dây cần thiết giữa cảm biến và arduino nano. Đảm bảo các kết nối chính xác là điều cần thiết cơ bản trong khi làm việc trên bất kỳ hệ thống nào để có kết quả đầu ra mong muốn. Vì vậy, các kết nối cần thiết như sau:

HMC5883 sẽ hoạt động trên I2C. Đây là sơ đồ đấu dây ví dụ, minh họa cách đấu dây cho từng giao diện của cảm biến.

Ngoài ra, bo mạch được định cấu hình cho giao diện I2C, vì vậy, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng kết nối này nếu bạn không có kiến thức khác. Tất cả những gì bạn cần là bốn dây!

Chỉ cần bốn kết nối là chân Vcc, Gnd, SCL và SDA và chúng được kết nối với sự trợ giúp của cáp I2C.

Các kết nối này được thể hiện trong các hình trên.

Bước 3: Mã Arduino để đo cường độ từ trường:

Bây giờ chúng ta hãy bắt đầu với mã Arduino.

Trong khi sử dụng mô-đun cảm biến với Arduino, chúng tôi bao gồm thư viện Wire.h. Thư viện "Wire" chứa các chức năng hỗ trợ giao tiếp i2c giữa cảm biến và bảng Arduino.

Toàn bộ mã Arduino được cung cấp bên dưới để thuận tiện cho người dùng:

#bao gồm

// Địa chỉ I2C của HMC5883 là 0x1E (30)

#define Addr 0x1E

void setup ()

{

// Khởi tạo giao tiếp I2C dưới dạng MASTER

Wire.begin ();

// Giao tiếp nối tiếp khởi tạo, đặt tốc độ truyền = 9600

Serial.begin (9600);

// Bắt đầu truyền I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Chọn cấu hình thanh ghi A

Wire.write (0x00);

// Đặt cấu hình đo bình thường, tốc độ đầu ra dữ liệu = 0,75Hz

Wire.write (0x60);

// Dừng truyền I2C

Wire.endTransmission ();

// Bắt đầu truyền I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Chọn đăng ký Chế độ

Wire.write (0x02);

// Đặt phép đo liên tục

Wire.write (0x00);

// Dừng truyền I2C

Wire.endTransmission ();

chậm trễ (300);

}

void loop ()

{

dữ liệu int không dấu [6];

// Bắt đầu truyền I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Chọn thanh ghi dữ liệu

Wire.write (0x03);

// Dừng truyền I2C

Wire.endTransmission ();

// Yêu cầu 6 byte dữ liệu

Wire.requestFrom (Addr, 6);

// Đọc 6 byte dữ liệu

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

if (Wire.available () == 6)

{

data [0] = Wire.read ();

data [1] = Wire.read ();

data [2] = Wire.read ();

data [3] = Wire.read ();

data [4] = Wire.read ();

data [5] = Wire.read ();

}

chậm trễ (300);

// Chuyển đổi dữ liệu

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

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

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

// Xuất dữ liệu ra màn hình nối tiếp

Serial.print ("Từ trường trong trục X:");

Serial.println (xMag);

Serial.print ("Từ trường theo trục Y:");

Serial.println (yMag);

Serial.print ("Từ trường theo trục Z:");

Serial.println (zMag);

chậm trễ (300);

}

Trong thư viện dây Wire.write () và Wire.read () được sử dụng để viết các lệnh và đọc đầu ra của cảm biến. Phần sau của mã minh họa cách đọc đầu ra của cảm biến.

// Đọc 6 byte dữ liệu // xMag msb, xMag lsb, zMag msb, zMag lsb, yMag msb, yMag lsb if (Wire.available () == 6) {data [0] = Wire.read (); data [1] = Wire.read (); data [2] = Wire.read (); data [3] = Wire.read (); data [4] = Wire.read (); data [5] = Wire.read (); }

Serial.print () và Serial.println () được sử dụng để hiển thị đầu ra của cảm biến trên màn hình nối tiếp của Arduino IDE.

Đầu ra của cảm biến được hiển thị trong hình trên.

Bước 4: Ứng dụng:

HMC5883 là một mô-đun đa chip, gắn trên bề mặt được thiết kế để cảm biến từ trường thấp với giao diện kỹ thuật số cho các ứng dụng như la bàn chi phí thấp và từ kế. Độ chính xác và độ chính xác cao từ một đến hai độ của nó cho phép Điều hướng dành cho người đi bộ và Ứng dụng LBS.