Қатты және жұмсақ темір магнитті калибрлеу: 6 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Егер сіздің хоббиіңіз RC, дрондар, робототехника, электроника, шындық немесе ұқсас болса, онда сіз ерте ме, кеш пе магнитометрді калибрлеу тапсырмасымен кездесесіз. Магнитометрдің кез -келген модулі калибрленуі керек, себебі магнит өрісін өлшеу кейбір бұрмалануларға ұшырайды. Бұл бұрмалаулардың екі түрі бар: темірдің қатты бұрмалануы және жұмсақ темірдің бұрмалануы. Бұл бұрмалаулар туралы теорияны мына жерден табуға болады. Дәл өлшеуді алу үшін магнитті қатты және жұмсақ темірдің бұрмалануына калибрлеу қажет. Бұл нұсқаулық мұны қалай жасаудың қарапайым әдісін сипаттайды.

1 -қадам: Сізге қажет заттар

Жабдық:

• HMC5883L магнитометр модулі
• Arduino Mega 2560 тақтасы

*Бірақ сіз бұл нұсқаулықты басқа магнитометр модулі немесе arduino тақтасы үшін оңай қабылдай аласыз.

Бағдарламалық қамтамасыз ету:

• MagMaster
• MagViewer

Микробағдарлама:

Ардуино эскизі

*Бұл эскиз HMC5883L модулі үшін жазылған, бірақ сіз оны модульге оңай қабылдай аласыз.

Басқалар:

• Қағаз қорап
• Нан тақтасы
• Сымдар

2 -қадам: калибрлеу қорабын жасау

Калибрлеу процесі үшін арнайы калибрлеу қорабын жасау керек (2.1 сурет). Мұны істеу үшін мен қағаз қорапты қолдандым, бірақ сіз пластикті, ағаш штанганы немесе басқа нәрсені пайдалана аласыз. Магнитометр модулін 2.1 суретте көрсетілгендей қораппен (мысалы желіммен) қосу керек. Қораптың беттерінде магнитометр модулінің координат жүйесіне сәйкес координаттар жүйесін салу керек.

3 -қадам: электр қосылымы

3.1 суретте көрсетілгендей магнитометр модулі мен ардуино тақтасын қосыңыз. Магнитометр модулінің қоректену кернеуі 3, 3 В болуы мүмкін екенін ескеріңіз (менің жағдайым HMC5883L GY-273 нұсқасында).

4 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз ету мен микробағдарламаны орнату

Бағдарламалық қамтамасыз ету мен микробағдарламаны мына жерден жүктеп алыңыз: Бұл мұрағатта файлдар бар:

• MagMaster.exe - магнитометрді калибрлеу бағдарламасы
• MagViewer.exe - магнитті өлшеуді визуализациялау бағдарламасы
• Arduino_Code - калибрлеу процесіне арналған arduino эскизі
• Arduino_Test_Results - калибрлеу нәтижелерін тексеруге арналған arduino эскизі
• Arduino_Radius_Stabilisation - сфералық радиусты тұрақтандыру алгоритмімен калибрлеу нәтижелерін тексеруге арналған arduino эскизі
• MagMaster файлдары мен MagViewer файлдары - MagMaster.exe және MagViewer.exe жүйелік файлдары

Барлық осы файлдарды кез келген қалтаға көшіріңіз. «Arduino_Code» эскизін arduino тақтасына жүктеңіз. Бұл arduino эскизі HMC5883L кітапханасын қажет етеді, эскизді жүктемес бұрын «HMC5883L» қалтасын («Arduino_Code» қалтасына орналастырылған) «C: / Program Files / Arduino / library» қалтасына көшіріңіз.

5 -қадам: калибрлеу

Кіріспе

Магнитометрді калибрлеу - бұл трансформация матрицасы мен ауытқуын алу процесі.

Магнит өрісінің калибрленген өлшемдерін алу үшін бағдарламада осы түрлендіру матрицасы мен ауытқуын қолдану керек. Алгоритмде калибрленбеген магнитометр деректерінің векторына (X, Y, Z координаттары) бұрмалануды қолдану керек, содан кейін трансформация матрицасын осы векторға көбейту керек (5.4 сурет). Бұл есептеулердің C алгоритмін сіз «Arduino_Test_Results» және «Arduino_Radius_Stabilization» эскиздерінен таба аласыз.

Калибрлеу процесі

MagMaster.exe іске қосыңыз және arduino тақтасының сериялық портын таңдаңыз. Бағдарлама терезесіндегі жасыл жолдар магнитометр векторының координаттарын көрсетеді (5.1 сурет).

5.2.1 суретте көрсетілгендей магнитометр модулін (магнитометр модулі бекітілген калибрлеу қорабы) орналастырыңыз және «Axis X+» топтық жәшігінің «0 нүктесі» түймесін басыңыз. Калибрлеу қорабы бекітілген көлденең жазықтыққа қатысты қозғалмайтынын ескеріңіз. Содан кейін магнитометрді 5.2.2 суретте көрсетілгендей етіп орналастырыңыз және «Axis X+» тобының «180 нүктесі» түймесін басыңыз және т.б. Сіз келесі әрекеттерді орындауыңыз керек (5.3 суретті қараңыз):

• 5.2.1 -сурет: «0 -нүкте», «Ось X+»
• 5.2.2 сурет: «180 -нүкте», «Ось X+»
• 5.2.3 сурет: «0 нүктесі», «Ось X-»
• 5.2.4-сурет: «180-нүкте», «Ось X-»
• 5.2.5 сурет: «0 нүктесі», «осі Y+»
• 5.2.6 -сурет: «180 -нүкте», «Ось Y+»
• 5.2.7-сурет: «0-нүкте», «Ось Y-»
• 5.2.8-сурет: «180-нүкте», «Ось Y-»
• 5.2.9 сурет: «0 нүктесі», «осі Z+»
• 5.2.10 сурет: «180 нүктесі», «осі Z+»
• 5.2.11 сурет: «0 нүктесі», «осі Z-»
• 5.2.12 сурет: «180 нүктесі», «осі Z-»

Сіз кестені толтыруыңыз керек. Осыдан кейін «Трансформация матрицасы мен ауытқуын есептеу» түймесін басып, түрлендіру матрицасы мен ауытқуын алыңыз (5.3 сурет).

Трансформация матрицасы мен бұрмалануы бар! Калибрлеу аяқталды!

6 -қадам: тестілеу және визуализация

Калибрленбеген өлшемдердің визуализациясы

«Arduino_Code» эскизін arduino тақтасына жүктеңіз. MagViewer.exe файлын іске қосыңыз, arduino тақтасының сериялық портын таңдаңыз (сериялық порттың жоғары жылдамдығы 9600 bps болуы керек) және «MagViewer іске қосу» түймесін басыңыз. Енді сіз 3D кеңістіктегі магнитометрдің деректер векторының координаттарын нақты уақытта көре аласыз (сурет 6.1, бейне 6.1, 6.2). Бұл өлшемдер калибрленбеген.

Калибрленген өлшемдердің визуализациясы

«Arduino_Radius_Stabilization» эскизін өңдеңіз, әдепкі түрлендіру матрицасы мен ауытқу деректерін калибрлеу кезінде алынған деректермен алмастырыңыз (сіздің түрлендіру матрицасы мен бұрмалануы). «Arduino_Radius_Stabilization» эскизін arduino тақтасына жүктеңіз. MagViewer.exe файлын іске қосыңыз, сериялық портты таңдаңыз (жылдамдық 9600 bps), «MagViewer іске қосу» түймесін басыңыз. Енді сіз 3D кеңістігінде калибрленген өлшеулерді нақты уақытта көре аласыз (сурет 6.2, бейне 6.3, 6.4).

Бұл эскиздерді қолдана отырып, калибрленген өлшеулермен магнитометр жобасының алгоритмін оңай жаза аласыз!