Жарықдиодты компас және альтиметр: 7 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Жарықдиодты шамдары бар объектілер мені әрдайым қызықтырады. Бұл жоба әйгілі HMC5883L цифрлық сенсорды 48 светодиодпен біріктіреді. Светодиодтарды шеңберге орналастыру арқылы жарық беретін жарық - бұл сіздің бағыт. Әр 7,5 градуста жаңа нәтиже беретін жаңа жарық диоды болады.

GY-86 тақтасы MS5611 барометрлік қысым сенсорымен де қамтамасыз етілген. Бұл сенсордың көмегімен биіктікті есептеуге болады. Жоғары ажыратымдылыққа байланысты ол биіктікке сәйкес келеді.

GY-86 тақтасындағы MPU6050 сенсорында 3 осьті акселерометр мен 3 осьті гироскоп бар. Гироскоп уақыт бойынша бұрыштық позицияның жылдамдығын өлшей алады. Акселерометр гравитациялық үдеуді өлшей алады және тригонометрияның көмегімен сенсордың орналасқан бұрышын есептеуге болады. Акселерометр мен гироскоптың мәліметтерін біріктіру арқылы сенсордың бағыты туралы ақпарат алуға болады. Бұл HMC5883L компасына көлбеу компенсация үшін пайдаланылуы мүмкін (істеу керек).

Бұл нұсқаулықтағы қысқа нұсқаулық бейнелер оның қалай жұмыс істейтінін егжей -тегжейлі түсіндіреді. Калибрлеу процедуралары автоматтандырылған, сондықтан табысқа кепілдік беріледі. Температура Цельсий (әдепкі) немесе Фаренгейт бойынша қол жетімді.

Масайрау !!

1 -қадам: Альтиметр

Альтиметр MS5611 барометрлік қысым датчигін қолданады. Биіктікті атмосфералық қысымды өлшеу негізінде анықтауға болады. Биіктік неғұрлым жоғары болса, қысым соғұрлым төмен болады. Іске қосылған кезде биіктік өлшегіш теңіз деңгейіндегі әдепкі 1013,25 мбар қысымды қолданады. 21 түйреуіштегі түймені басу арқылы сіздің орналасқан жеріңіздегі қысым сілтеме ретінде пайдаланылады. Осылайша бір нәрсенің биіктігін шамамен өлшеуге болады (мысалы, автокөлікпен жоғары қарай жүру кезінде).

Бұл жобада «гипсометриялық формула» қолданылады. Бұл формула өлшеуді өтеу үшін температураны қолданады.

float alt=((powf (source / ((float) P / 100.0), 0.19022256) - 1.0) * ((float) TEMP / 100 + 273.15)) / 0.0065;

Гипсометриялық формула туралы толығырақ мына жерден білуге болады:

Гипсометриялық формула

Зауыттық калибрлеу деректері мен сенсор температурасы MS5611 сенсорынан оқылады және дәл өлшеу үшін кодқа қолданылады. Сынақ кезінде мен MS5611 сенсоры ауа ағыны мен жарық қарқындылығының айырмашылығына сезімтал екенін анықтадым. Бұл нұсқаулық бейнеден гөрі жақсы нәтижеге қол жеткізу мүмкін болуы керек.

2 -қадам: Бөлшектер

1 x Microchip 18f26k22 28-PIN PDIP микроконтроллері

3 x MCP23017 16 разрядты I/O Expander 28 істікшелі SPDIP

48 х жарықдиодты 3 мм

MS5611, HMC5883L және MPU6050 датчиктері бар 1 x GY-86 модулі

1 x SH1106 OLED 128x64 I2C

1 х керамикалық конденсатор 100nF

1 x 100 Ом резисторы

3 -қадам: схема және ПХД

Барлығы бір жақты ПХД -ге сәйкес келеді. Eagle және Gerber файлдарын мына жерден табыңыз, сонда сіз оны өзіңіз жасай аласыз немесе ПХД өндірушісінен сұрай аласыз.

Мен көлігімде LED компас пен альтиметрді қолданамын және қуат көзі ретінде OBD2 интерфейсін қолданамын. Микроконтроллер коннекторға толық сәйкес келеді.

4 -қадам: Eagle PCB конструкторлық бағдарламалық жасақтамасымен светодиодтарды секунд ішінде қалай теңестіру керек

Сіз бұл өте жақсы мүмкіндікті Eagle PCB Design Software бағдарламасынан көре аласыз, ол сізге жұмыс уақытын үнемдейді. Бұл Eagle мүмкіндігімен жарық диодтарын бірнеше секунд ішінде дөңгелектеуге болады.

«Файл» қойындысын нұқыңыз, содан кейін «ULP іске қосыңыз». Осы жерден «cmd-draw.ulp» түймесін басыңыз. «Жылжыту», «дәреже қадамы» және «Шеңбер» таңдаңыз. «Атау» өрісінде бірінші жарық диодты енгізіңіз. «X центрінің координаты» және «Y центрінің координаты» өрістеріндегі тордағы шеңбер центрінің координаттарын орнатыңыз. Бұл жобада 48 светодиоды бар, сондықтан 360 -ты 48 -ге бөлу «бұрыштық қадам» өрісі үшін 7,5 құрайды. Бұл шеңбердің радиусы 1,4 дюйм. Енгізу түймесін басыңыз, сонда сізде жарықдиодтардың тамаша шеңбері болады.

5 -қадам: Компасты калибрлеу процесі

HMC5883L құрамында циклдің 1 -ден 2 градусқа дейінгі дәлдігіне мүмкіндік беретін 12 биттік ADC бар. Бірақ ол пайдалы деректерді бермес бұрын оны калибрлеу қажет. Бұл жобаның үздіксіз жұмыс істеуі үшін x- және y ығысуын қамтамасыз ететін калибрлеу әдісі бар. Бұл ең күрделі әдіс емес, бірақ бұл жоба үшін жеткілікті. Бұл процедура сізге бірнеше минут жұмсайды және жақсы нәтиже береді.

Бұл бағдарламалық қамтамасыз етуді жүктеу және іске қосу арқылы сіз калибрлеу процесінде басшылыққа алынасыз. OLED дисплейі сізге процестің қашан басталатынын және қашан аяқталатынын көрсетеді. Бұл калибрлеу процесі сенсорды мүлдем тегіс (жерге көлденең) ұстап тұрып, 360 градусқа бұруды сұрайды. Оны штативке немесе сол сияқты нәрсеге орнатыңыз. Қолыңызбен ұстау арқылы мұны істеу нәтиже бермейді. Соңында OLED -де есептер шығарылады. Егер сіз бұл процедураны бірнеше рет орындасаңыз, сіз бірдей нәтижені көресіз.

Қажет болса, жиналған деректер RS232 арқылы 27 -пин (9600 baud) арқылы қол жетімді. Putty сияқты терминалды бағдарламаны қолданыңыз және журнал файлындағы барлық деректерді жинаңыз. Бұл деректерді Excel бағдарламасына оңай импорттауға болады. Осы жерден HMC5883L ығысуының қалай көрінетінін оңай көруге болады.

Есептеулер микроконтроллердің EEPROM -іне қойылады. Олар 7 -қадамда таба алатын компас пен биіктік өлшегіш бағдарламалық қамтамасыз етуді іске қосқанда жүктеледі.

6 -қадам: Сіздің орналасқан жеріңіздің магниттік құлдырауын өтеңіз

Магниттік Солтүстік және географиялық Солтүстік (Солтүстік полюс) бар. Сіздің компас жердің магнит өрісінің сызықтарымен жүреді, сондықтан магниттік Солтүстікке бағыттайды. Магниттік Солтүстік пен географиялық Солтүстік арасындағы айырмашылық магниттік құлдырау деп аталады. Менің орнымда бейімділік тек 1 градус 22 минут, сондықтан оны өтеуге болмайды. Басқа жерлерде бұл ауытқу 30 градусқа дейін жетуі мүмкін.

Магниттік ауытқуды өз орныңыздан табыңыз

Егер сіз мұны өтеуді қаласаңыз (міндетті емес), микроконтроллердің EEPROM ішіндегі ауытқуды (градус пен минут) қосуға болады. 0x20 орнында сіз градусқа қол қойылған он алтылық пішінді қоса аласыз. Оған қол қойылды, себебі ол теріс бейімділік болуы мүмкін. 0x21 орнында сіз минутты он алтылық түрде қоса аласыз.

7 -қадам: Кодты құрастырыңыз

Бұл бастапқы кодты құрастырыңыз және микроконтроллерді бағдарламалаңыз. Бұл код C99 режимінде MPLABX IDE v5.20 және v2.05 XC8 компиляторымен дұрыс құрастырылған (C99 каталогтарын қосыңыз). Он алтылық файл да бар, сондықтан сіз компиляция процедурасын өткізіп жібере аласыз. Деректерді қайта жазуға жол бермеу үшін «EEPROM деректері қосылған» құсбелгісін алып тастағаныңызға көз жеткізіңіз (5 -қадамды қараңыз). Бағдарламашыны 3,3 вольтқа қойыңыз!

27 түйреуішті жерге қосу арқылы сіз Фаренгейт температурасын аласыз.

Ахим Доблерге µGUI графикалық кітапханасы үшін рахмет

Сенсорлар байқауында екінші орын