Kompas LED dhe Altimetër: 7 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:19

Objektet me LED gjithmonë më magjepsin. Prandaj ky projekt për të kombinuar sensorin popullor të busullës dixhitale HMC5883L me 48 LED. Duke i vendosur LED -et në një rreth led që ndriçon është drejtimi që po shkoni. Çdo 7.5 gradë do të drejtojë një LED të ri i cili jep rezultate të hollësishme.

Bordi GY-86 gjithashtu siguron një sensor presioni barometrik MS5611. Me ndihmën e këtij sensori është e mundur të llogaritet lartësia. Për shkak të rezolucionit të lartë, është i përsosur për lartësimet.

Sensori MPU6050 në tabelën GY-86 ka një përshpejtues 3 aksesh dhe një xhiroskop 3 boshtesh. Xhiroskopi mund të masë shpejtësinë e pozicionit këndor me kalimin e kohës. Përshpejtuesi mund të masë nxitimin gravitacional dhe duke përdorur matematikën trigonometrike është e mundur të llogaritet këndi në të cilin është vendosur sensori. Duke kombinuar të dhënat e përshpejtuesit dhe xhiroskopit është e mundur të merrni informacion në lidhje me orientimin e sensorit. Kjo mund të përdoret për kompensimin e pjerrësisë për busullën HMC5883L (për të bërë).

Videot e shkurtra udhëzuese në këtë udhëzues do të shpjegojnë në detaje se si funksionon. Procedurat e kalibrimit janë të automatizuara kështu që suksesi është i garantuar. Temperatura është në dispozicion në Celsius (parazgjedhje) ose Fahrenheit.

Argëtohu !!

Hapi 1: Altimetri

Altimetri përdor sensorin e presionit barometrik MS5611. Lartësia mund të përcaktohet bazuar në matjen e presionit atmosferik. Sa më e madhe të jetë lartësia, aq më i ulët është presioni. Në fillimin, altimetri përdor presionin e paracaktuar të nivelit të detit prej 1013.25 mbar. Duke shtypur butonin në pin 21 presioni në vendndodhjen tuaj do të përdoret si referencë. Në këtë mënyrë bën të mundur matjen përafërsisht të asaj lartësie që ka diçka (p.sh. kur ngasni përpjetë me makinë).

E ashtuquajtura "formula hipsometrike" përdoret në këtë projekt. Kjo formulë përdor temperaturën për të kompensuar matjen.

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

Mund të gjeni më shumë rreth formulës hipsometrike këtu:

Formula hipsometrike

Të dhënat e kalibrimit të fabrikës dhe temperatura e sensorit lexohen nga sensori MS5611 dhe aplikohen në kod për të marrë matjet më të sakta. Gjatë provës zbulova se sensori MS5611 është i ndjeshëm për rrjedhat e ajrit dhe ndryshimet në intensitetin e dritës. Duhet të jetë e mundur të merrni rezultate më të mira sesa në këtë video udhëzuese.

Hapi 2: Pjesët

1 x Mikrokip 18k26k22 mikrokontrollues 28-PIN PDIP

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

48 x LED 3 mm

1 x modul GY-86 me sensorë MS5611, HMC5883L dhe MPU6050

1 x SH1106 OLED 128x64 I2C

1 x Kondensator qeramik 100nF

Rezistencë 1 x 100 Ohm

Hapi 3: Diagrami i Qarkut dhe PCB

Çdo gjë përshtatet në një PCB të njëanshme. Gjeni këtu skedarët Eagle dhe Gerber në mënyrë që ta bëni vetë ose të pyesni një prodhues PCB.

Unë përdor Compass LED dhe Altimetër në makinën time dhe përdor ndërfaqen OBD2 si furnizim me energji elektrike. Mikrokontrolluesi përshtatet në mënyrë perfekte në lidhësin.

Hapi 4: Si të përafroni në mënyrë perfekte LED -të në një rreth në sekonda me softuerin e projektimit Eagle PCB

Duhet ta shihni këtë veçori vërtet të këndshme në Eagle PCB Design Software i cili ju kursen orë pune. Me këtë veçori Eagle ju mund të përafroni në mënyrë perfekte LED -të në një rreth në sekonda.

Thjesht klikoni në skedën "File" dhe pastaj "Run ULP". Nga këtu klikoni në "cmd-draw.ulp". Zgjidhni "Lëviz", "Shkalla e Shkallës" dhe "Rrethi". Plotësoni emrin e ZHEL -it të parë në fushën "emri". Vendosni koordinatat e qendrës së rrethit në rrjet në fushat "X qendra e koordinatave" dhe "Y qendra e koordinatave". Në këtë projekt janë 48 LED, kështu që 360 të ndarë me 48 bën 7.5 për fushën "Hapi i këndit". Rrezja e këtij rrethi është 1.4 inç. Shtypni enter dhe keni një rreth perfekt të LED -ve.

Hapi 5: Procesi i Kalibrimit të busullës

HMC5883L përfshin një ADC 12 -bit që mundëson saktësinë e drejtimit të busullës 1 deri në 2 gradë Celsius. Por, para se të japë të dhëna të përdorshme, duhet të kalibrohet. Në mënyrë që ky projekt të funksionojë pa probleme, ekziston kjo metodë e kalibrimit e cila siguron kompensimin x dhe y. Nuk është metoda më e sofistikuar, por është e mjaftueshme për këtë projekt. Kjo procedurë do t'ju kushtojë vetëm disa minuta dhe ju jep rezultate të këndshme.

Duke ngarkuar dhe ekzekutuar këtë softuer ju do të udhëhiqeni në këtë proces kalibrimi. Ekrani OLED do t'ju tregojë kur fillon procesi dhe kur përfundon. Ky proces kalibrimi do t'ju kërkojë ta ktheni sensorin 360 gradë duke e mbajtur atë absolutisht të sheshtë (horizontale në tokë). Montojeni atë në një trekëmbësh ose diçka të tillë. Të bësh këtë duke e mbajtur në dorën tënde nuk funksionon. Në fund kompensimet do të paraqiten në OLED. Nëse e kryeni këtë procedurë disa herë, duhet të shihni rezultate pothuajse të barabarta.

Opsionale, të dhënat e mbledhura janë gjithashtu të disponueshme përmes RS232 përmes pin 27 (9600 baud). Thjesht përdorni një program terminal si Putty dhe mblidhni të gjitha të dhënat në skedarin e regjistrit. Këto të dhëna mund të importohen lehtësisht në Excel. Nga këtu mund të shihni më lehtë se si duket kompensimi i HMC5883L tuaj.

Kompensimet vendosen në EEPROM të mikrokontrolluesit. Këto do të ngarkohen në fillimin e softuerit të busullës dhe altimetrit të cilin do ta gjeni në hapin 7.

Hapi 6: Kompensoni deklinimin magnetik të vendndodhjes tuaj

Ekziston një Veri magnetik dhe një Veri gjeografik (Poli i Veriut). Busulla juaj do të ndjekë linjat e fushës magnetike të tokës kështu që drejtojuni Veriut magnetik. Dallimi midis Veriut magnetik dhe Veriut gjeografik quhet deklinim magnetik. Në vendndodhjen time, rënia është vetëm 1 gradë dhe 22 minuta, kështu që nuk ia vlen të kompensohet kjo. Në vende të tjera kjo pjerrësi mund të jetë deri në 30 gradë.

Gjeni deklinacionin magnetik në vendndodhjen tuaj

Nëse dëshironi ta kompensoni këtë (është opsionale) mund të shtoni pjerrësinë (gradë dhe minuta) në EEPROM të mikrokontrolluesit. Në vendndodhjen 0x20 mund të shtoni gradat në formë të nënshkruar heksadecimale. Isshtë nënshkruar sepse mund të jetë gjithashtu një deklinacion negativ. Në vendndodhjen 0x21 ju mund t'i shtoni minutat edhe në formë heksadecimale.

Hapi 7: Përpiloni Kodin

Përpiloni këtë kod burimor dhe programoni mikrokontrolluesin tuaj. Ky kod përpilohet saktë me MPLABX IDE v5.20 dhe përpiluesin XC8 v2.05 në modalitetin C99 (prandaj përfshini drejtoritë C99). Gjithashtu skedari hex është i disponueshëm kështu që ju mund të kaloni procedurën e përpilimit. Sigurohuni që të zgjidhni kutinë e zgjedhjes "Të dhënat EEPROM të aktivizuara" për të parandaluar mbishkrimin e të dhënave të kalibrimit (shiko hapin 5). Vendoseni programuesin tuaj në 3.3 volt!

Duke lidhur pinin 27 me tokën ju merrni temperaturën në Fahrenheit.

Faleminderit Achim Döbler për bibliotekën e tij grafike µGUI

Vrapues në Konkursin e Sensorëve