Kompas in višinomer LED: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Predmeti z LED diodami me vedno očarajo. Zato ta projekt združuje priljubljeno digitalno tipalo kompasa HMC5883L s 48 LED. S postavitvijo LED v krog vodi smer, ki jo sveti. Vsakih 7,5 stopinj bo poganjala nova LED, ki daje podrobne rezultate.

Plošča GY-86 vsebuje tudi barometrični senzor tlaka MS5611. S pomočjo tega senzorja je mogoče izračunati nadmorsko višino. Zaradi visoke ločljivosti je kot nalašč za višinomere.

Senzor MPU6050 na plošči GY-86 ima 3-osni merilnik pospeška in 3-osni žiroskop. Žiroskop lahko skozi čas meri hitrost kotnega položaja. Merilnik pospeška lahko meri gravitacijski pospešek in z uporabo trigonometrične matematike je mogoče izračunati kot, pod katerim je senzor nameščen. S kombinacijo merilnika pospeška in žiroskopa lahko dobite informacije o usmerjenosti senzorja. To lahko uporabite za kompenzacijo nagiba kompasa HMC5883L (opravilo).

Kratki videoposnetki z navodili v tem navodilu bodo podrobno razložili, kako deluje. Postopki umerjanja so avtomatizirani, zato je uspeh zagotovljen. Temperatura je na voljo v Celzijah (privzeto) ali Fahrenheitu.

Zabavaj se !!

Korak: Višinomer

Višinomer uporablja senzor barometričnega tlaka MS5611. Nadmorsko višino je mogoče določiti na podlagi merjenja atmosferskega tlaka. Večja kot je nadmorska višina, nižji je tlak. Ob zagonu višinomer uporablja privzeti tlak nad morsko gladino 1013,25 mbar. S pritiskom na gumb na zatiču 21 se tlak na vaši lokaciji uporabi kot referenca. Na ta način je mogoče približno izmeriti, kakšno višino ima nekaj (na primer pri vožnji z avtomobilom navkreber).

V tem projektu se uporablja tako imenovana "hipsometrična formula". Ta formula uporablja temperaturo za kompenzacijo merjenja.

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

Več o hipsometrični formuli najdete tukaj:

Hipsometrična formula

Tovarniški podatki o umerjanju in temperatura senzorja se odčitajo s senzorja MS5611 in se uporabijo za kodo za najbolj natančne meritve. Med preskusom sem ugotovil, da je senzor MS5611 občutljiv na zračne tokove in razlike v jakosti svetlobe. Morali bi biti možni boljši rezultati kot v tem videu z navodili.

2. korak: Deli

1 x mikrokrmilnik Microchip 18f26k22 28-PIN PDIP

3 x MCP23017 16-bitni V/I razširitveni 28-polni SPDIP

48 x LED 3 mm

1 x modul GY-86 s senzorji MS5611, HMC5883L in MPU6050

1 x SH1106 OLED 128x64 I2C

1 x keramični kondenzator 100nF

1 x 100 ohmski upor

3. korak: Shema vezja in tiskana vezja

Vse se prilega enostranskemu tiskanemu vezju. Tukaj poiščite datoteke Eagle in Gerber, da jih lahko naredite sami ali vprašate proizvajalca tiskanih vezij.

V svojem avtomobilu uporabljam LED kompas in višinomer, vmesnik OBD2 pa za napajanje. Mikrokrmilnik se odlično prilega priključku.

4. korak: Kako v nekaj sekundah popolnoma poravnati LED v krogu s programsko opremo Eagle PCB Design

To res lepo funkcijo morate videti v programski opremi Eagle PCB Design, ki vam prihrani ure dela. S to funkcijo Eagle lahko v nekaj sekundah popolnoma poravnate LED v krog.

Samo kliknite zavihek »Datoteka« in nato »Zaženi ULP«. Od tu kliknite na "cmd-draw.ulp". Izberite "Premakni", "stopinjski korak" in "Krog". V polje "ime" vnesite ime prve LED. Koordinate središča kroga na mreži nastavite v poljih "X središčna koordinata" in "Y sredinska koordinata". V tem projektu je 48 LED, zato 360, deljeno s 48, pomeni 7,5 za polje "Kotni korak". Polmer tega kroga je 1,4 palca. Pritisnite enter in dobite popoln krog LED.

5. korak: Postopek umerjanja kompasa

HMC5883L vključuje 12 -bitni ADC, ki omogoča natančnost smeri kompasa od 1 do 2 stopinj Celzija. Preden pa da uporabne podatke, ga je treba umeriti. Za nemoten potek tega projekta obstaja ta metoda umerjanja, ki omogoča odmik x in y. To ni najbolj zapletena metoda, vendar za ta projekt zadostuje. Ta postopek vas bo stal le nekaj minut in prinesel lepe rezultate.

Ko naložite in zaženete to programsko opremo, vas bodo vodili v tem postopku umerjanja. Zaslon OLED vam bo povedal, kdaj se bo postopek začel in kdaj končal. Pri tem postopku umerjanja boste morali senzor obrniti za 360 stopinj, pri tem pa ga držati popolnoma ravno (vodoravno glede na tla). Namestite ga na stativ ali kaj podobnega. Če to držite v roki, to ne deluje. Na koncu bodo odmiki predstavljeni na OLED. Če ta postopek izvedete večkrat, morate videti skoraj enake rezultate.

Neobvezno so zbrani podatki na voljo tudi prek RS232 prek pin 27 (9600 baud). Samo uporabite terminalski program, kot je Putty, in zberite vse podatke v dnevniški datoteki. Te podatke je mogoče enostavno uvoziti v Excel. Od tu lahko lažje vidite, kako izgleda odmik vašega HMC5883L.

Odmiki so vstavljeni v EEPROM mikrokrmilnika. Ti se bodo naložili ob zagonu programske opreme za kompas in višinomer, ki jo najdete v 7. koraku.

6. korak: Izravnajte magnetno odklon vaše lokacije

Obstaja magnetni sever in geografski sever (severni pol). Vaš kompas bo sledil zemeljskim magnetnim poljem, tako da kaže na magnetni sever. Razlika med magnetnim severom in geografskim severom se imenuje magnetna deklinacija. Na moji lokaciji je odklon le 1 stopinja in 22 minut, zato tega ni vredno kompenzirati. Na drugih lokacijah je ta odklon lahko do 30 stopinj.

Poiščite magnetno deklinacijo na vaši lokaciji

Če želite to kompenzirati (ni obvezno), lahko dodate deklinacijo (stopinje in minute) v EEPROM mikrokrmilnika. Na mestu 0x20 lahko stopnje dodate v podpisani šestnajstiški obliki. Podpisan je, ker je lahko tudi negativna deklinacija. Na lokaciji 0x21 lahko dodate minute tudi v šestnajstiški obliki.

7. korak: Zberite kodo

Zberite to izvorno kodo in programirajte svoj mikrokrmilnik. Ta koda se pravilno kompilira z MPLABX IDE v5.20 in prevajalnikom XC8 v2.05 v načinu C99 (zato vključite imenike C99). Na voljo je tudi šestnajstiška datoteka, tako da lahko postopek sestavljanja preskočite. Prepričajte se, da počistite potrditveno polje "Omogočeni podatki EEPROM", da preprečite prepis kalibracijskih podatkov (glejte korak 5). Programer nastavite na 3,3 volta!

S priključitvijo zatiča 27 na maso dobite temperaturo v Fahrenheitu.

Hvala Achimu Döblerju za grafično knjižnico µGUI

Podprvak na tekmovanju senzorjev