Kompas LED dan Altimeter: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Objek dengan LED selalu menarik perhatian saya. Oleh itu, projek ini menggabungkan sensor kompas digital HMC5883L yang popular dengan 48 LED. Dengan meletakkan LED dalam lingkaran, LED yang menyala adalah arah yang anda tuju. Setiap 7.5 darjah akan menggerakkan LED baru yang memberikan hasil terperinci.

Papan GY-86 juga menyediakan sensor tekanan barometrik MS5611. Dengan bantuan sensor ini adalah mungkin untuk mengira ketinggian. Kerana resolusi tinggi, ia sangat sesuai untuk altimeter.

Sensor MPU6050 pada papan GY-86 mempunyai akselerometer 3 paksi dan giroskop 3 paksi. Giroskop dapat mengukur halaju kedudukan sudut dari masa ke masa. Accelerometer dapat mengukur pecutan graviti dan dengan menggunakan matematik trigonometri adalah mungkin untuk mengira sudut di mana sensor berada. Dengan menggabungkan data akselerometer dan giroskop, adalah mungkin untuk mendapatkan maklumat mengenai orientasi sensor. Ini boleh digunakan untuk pampasan kecondongan untuk kompas HMC5883L (yang harus dilakukan).

Video arahan pendek dalam arahan ini akan menerangkan secara terperinci bagaimana ia berfungsi. Prosedur penentukuran automatik sehingga kejayaan dijamin. Suhu tersedia dalam Celsius (lalai) atau Fahrenheit.

Berseronok !!

Langkah 1: Altimeter

Altimeter menggunakan sensor tekanan barometrik MS5611. Ketinggian dapat ditentukan berdasarkan pengukuran tekanan atmosfera. Semakin tinggi ketinggian, semakin rendah tekanan. Pada permulaan, altimeter menggunakan tekanan permukaan laut lalai 1013.25 mbar. Dengan menekan butang di pin 21, tekanan di lokasi anda akan digunakan sebagai rujukan. Dengan cara ini memungkinkan untuk mengukur berapa tinggi ketinggian sesuatu (mis. Ketika memandu menanjak dengan kereta).

Yang disebut "Hypsometric formula" digunakan dalam projek ini. Formula ini menggunakan suhu untuk mengimbangi pengukuran.

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

Anda boleh mengetahui lebih lanjut mengenai formula hipsometrik di sini:

Formula hipsometrik

Data penentukuran kilang dan suhu sensor dibaca dari sensor MS5611 dan diterapkan pada kod untuk mendapatkan pengukuran yang paling tepat. Semasa ujian saya mendapati bahawa sensor MS5611 sensitif terhadap aliran udara dan perbezaan intensiti cahaya. Mesti mendapat hasil yang lebih baik daripada dalam video arahan ini.

Langkah 2: Bahagian

1 x Mikrokontroler 18f26k22 mikrokontroler 28-PIN PDIP

3 x MCP23017 16-Bit I / O Expander 28-pin SPDIP

48 x LED 3mm

1 x modul GY-86 dengan sensor MS5611, HMC5883L dan MPU6050

1 x SH1106 OLED 128x64 I2C

1 x Kapasitor seramik 100nF

Perintang 1 x 100 Ohm

Langkah 3: Diagram Litar dan PCB

Semuanya sesuai dengan PCB satu sisi. Cari di sini fail Eagle dan Gerber supaya anda dapat membuatnya sendiri atau meminta pengeluar PCB.

Saya menggunakan Kompas LED dan Altimeter di dalam kereta saya dan menggunakan antara muka OBD2 sebagai bekalan kuasa. Mikrokontroler sangat sesuai di penyambung.

Langkah 4: Cara Menyelaraskan LED dengan Sempurna dalam Lingkaran Dalam Detik Dengan Perisian Reka Bentuk Eagle PCB

Anda mesti melihat ciri yang sangat bagus ini dalam Eagle PCB Design Software yang menjimatkan masa kerja anda. Dengan ciri Eagle ini, anda dapat menyelaraskan LED dengan sempurna dalam bulatan dalam beberapa saat.

Cukup klik pada tab "Fail" dan kemudian "Jalankan ULP". Dari sini klik "cmd-draw.ulp". Pilih "Pindah", "langkah darjah" dan "Lingkaran". Isi nama LED pertama di medan "nama". Tetapkan koordinat pusat bulatan pada grid di medan "koordinat pusat X" dan "koordinat pusat Y". Dalam projek ini terdapat 48 LED sehingga 360 dibahagi dengan 48 menjadikan 7.5 untuk bidang "Angle step". Jejari bulatan ini ialah 1.4 inci. Tekan enter dan anda mempunyai lingkaran LED yang sempurna.

Langkah 5: Proses Penentukuran Kompas

HMC5883L merangkumi ADC 12 bit yang membolehkan ketepatan tajuk kompas 1 hingga 2 darjah Celsius. Tetapi sebelum memberikan data yang boleh digunakan, ia perlu dikalibrasi. Untuk menjalankan projek ini dan berjalan lancar, terdapat kaedah penentukuran ini yang memberikan pengimbangan x dan y. Ini bukan kaedah yang paling canggih tetapi cukup untuk projek ini. Prosedur ini akan memakan masa hanya beberapa minit dan memberikan hasil yang baik.

Dengan memuatkan dan menjalankan perisian ini, anda akan dibimbing dalam proses penentukuran ini. Paparan OLED akan memberitahu anda kapan proses akan dimulakan dan kapan ia berakhir. Proses penentukuran ini akan meminta anda menghidupkan sensor 360 darjah sambil menahannya sama rata (mendatar ke tanah). Pasang pada tripod atau semacamnya. Melakukan ini dengan memegangnya di tangan anda tidak akan berjaya. Pada akhirnya, ofset akan ditunjukkan pada OLED. Sekiranya anda menjalankan prosedur ini beberapa kali, anda mesti melihat hasil yang hampir sama.

Sebagai pilihan, data yang dikumpulkan juga tersedia melalui RS232 melalui pin 27 (9600 baud). Cukup gunakan program terminal seperti Putty dan kumpulkan semua data dalam fail log. Data ini dapat diimport dengan mudah di Excel. Dari sini anda dapat melihat dengan lebih mudah bagaimana bentuk ofset HMC5883L anda.

Offset dimasukkan ke dalam EEPROM mikrokontroler. Ini akan dimuat semasa memulakan perisian kompas dan altimeter yang anda akan dapati pada langkah 7.

Langkah 6: Ganti Penurunan Magnetik Lokasi Anda

Terdapat Utara magnet dan Utara geografi (Kutub Utara). Kompas anda akan mengikuti garis medan magnet bumi sehingga menunjuk ke arah magnet utara. Perbezaan antara Utara magnetik dan utara geografi disebut deklinasi magnet. Di lokasi saya, penolakan hanya 1 darjah dan 22 minit jadi tidak layak untuk mengimbangi ini. Di lokasi lain deklinasi ini boleh mencapai 30 darjah.

Cari penolakan magnetik di lokasi anda

Sekiranya anda ingin mengimbangi ini (adalah pilihan) anda boleh menambahkan deklinasi (darjah dan minit) di EEPROM mikrokontroler. Di lokasi 0x20 anda boleh menambahkan darjah dalam bentuk perenambelasan yang ditandatangani. Ia ditandatangani kerana ia juga boleh menjadi penolakan negatif. Di lokasi 0x21 anda boleh menambahkan minit juga dalam bentuk perenambelasan.

Langkah 7: Susun Kod

Kumpulkan kod sumber ini dan atur cara mikrokontroler anda. Kod ini menyusun betul dengan MPLABX IDE v5.20 dan XC8 compiler v2.05 dalam mod C99 (jadi sertakan direktori C99). Fail hex juga tersedia sehingga anda boleh melangkau prosedur penyusunan. Pastikan bahawa anda tidak mencentang kotak "EEPROM data enabled" untuk mengelakkan data penentukuran (lihat langkah 5) ditimpa. Tetapkan programmer anda kepada 3.3 volt!

Dengan menyambungkan pin 27 ke tanah, anda akan mendapat suhu di Fahrenheit.

Terima kasih kepada Achim Döbler untuk pustaka grafik µGUInya

Naib Johan dalam Peraduan Sensor