Kalibrimi i lehtë i magnetometrit të hekurit të fortë dhe të butë: 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:24

Nëse hobi juaj është RC, dronët, robotika, elektronika, shtoni realitetin ose të ngjashme, atëherë herët a vonë do të takoheni me detyrën e kalibrimit të magnetometrit. Çdo modul magnetometër duhet të kalibrohet, sepse matja e fushës magnetike i nënshtrohet disa shtrembërimeve. Ekzistojnë dy lloje të këtyre shtrembërimeve: shtrembërimet e hekurit të fortë dhe shtrembërimet e hekurit të butë. Teorinë në lidhje me këto shtrembërime mund ta gjeni këtu. Për të marrë matjet e sakta, duhet të kalibroni magnetometër për shtrembërime të forta dhe të buta të hekurit. Ky udhëzues përshkruan mënyrën e lehtë se si ta bëni atë.

Hapi 1: Gjërat që ju nevojiten

Hardware:

• Moduli i magnetometrit HMC5883L
• Arduino Mega 2560 bordi

*Por ju lehtë mund ta përdorni këtë udhëzues për një modul tjetër magnetometër ose pllakë arduino.

Softuer:

• MagMaster
• MagViewer

Firmware:

Skicë Arduino

*Ky skicë është shkruar për modulin HMC5883L, por lehtë mund ta adoptoni për modulin tuaj.

Të tjerët:

• Kuti letre
• Breadboard
• Telat

Hapi 2: Bërja e Kutisë së Kalibrimit

Për procesin e kalibrimit ju duhet të bëni kutinë e veçantë të kalibrimit (figura 2.1). Për ta bërë këtë kam përdorur një kuti letre, por ju mund të përdorni një plastike, një shufër druri ose diçka tjetër gjithashtu. Ju duhet të bashkoni modulin e magnetometrit me kutinë (për shembull me zam) siç tregohet në figurën 2.1. Në faqet e kutisë duhet të vizatoni sistemin koordinativ sipas sistemit koordinativ të modulit magnetometër.

Hapi 3: Lidhja elektrike

Lidhni modulin e magnetometrit dhe tabelën arduino siç tregohet në figurën 3.1. Vini re se tensioni i furnizimit të modulit magnetometër mund të jetë 3, 3 V (si në rastin tim me versionin HMC5883L GY-273).

Hapi 4: Instalimi i Softuerit dhe Firmware

Shkarkoni softuerin dhe firmuerin këtu. Ky arkiv përmban skedarë:

• MagMaster.exe - programi i kalibrimit të magnetometrit
• MagViewer.exe - programi i vizualizimit të matjeve të magnetometrit
• Arduino_Code - skica arduino për procesin e kalibrimit
• Arduino_Test_Results - skica arduino për testimin e rezultateve të kalibrimit
• Arduino_Radius_Stabilisation - skica arduino për testimin e rezultateve të kalibrimit me algoritmin e stabilizimit të rrezes së sferës
• Skedarët MagMaster dhe Skedarët MagViewer - skedarët e sistemit për MagMaster.exe dhe MagViewer.exe

Kopjoni të gjitha këto skedarë në çdo dosje. Ngarko skicën "Arduino_Code" në tabelën arduino. Ky skicë arduino kërkon bibliotekën HMC5883L, kopjoni dosjen "HMC5883L" (e vendosur në dosjen "Arduino_Code") në dosjen "C: / Program Files / Arduino / libraries" para se të skiconi ngarkimin.

Hapi 5: Kalibrimi

Prezantimi

Kalibrimi i magnetometrit është procesi i marrjes së matricës dhe paragjykimit të transformimit.

Për të marrë matjet e kalibruara të fushës magnetike, duhet të përdorni këto matrica transformimi dhe paragjykime në programin tuaj. Në algoritmin tuaj ju duhet të aplikoni paragjykimin ndaj vektorit të të dhënave të magnetometrit të kalibruar (koordinatat X, Y, Z) dhe pastaj të shumëzoni matricën e transformimit me këtë vektor që rezulton (figura 5.4). Algoritmin C të këtyre llogaritjeve mund ta gjeni në skicat "Arduino_Test_Results" dhe "Arduino_Radius_Stabilization".

Procesi i kalibrimit

Drejtoni MagMaster.exe dhe zgjidhni portin serik të bordit arduino. Vargjet e gjelbra në dritaren e programit tregojnë koordinatat e vektorit të magnetometrit (figura 5.1).

Vendoseni modulin e magnetometrit (kutia e kalibrimit me modulin magnetometër të bashkangjitur) siç tregohet në figurën 5.2.1 dhe klikoni butonin "Pika 0" të grupit "Axis X+". Vini re se kutia e kalibrimit nuk është e palëvizshme në raport me planin horizontal fiks. Pastaj vendosni magnetometrin siç tregohet në figurën 5.2.2 dhe klikoni butonin "Pika 180" të grupit "Axis X+" dhe kështu me radhë. Ju duhet ta bëni këtë në mënyrën e mëposhtme (shihni edhe figurën 5.3):

• Figura 5.2.1: "Pika 0", "Aksi X+"
• Figura 5.2.2: "Pika 180", "Aksi X+"
• Figura 5.2.3: "Pika 0", "Aksi X-"
• Figura 5.2.4: "Pika 180", "Aksi X-"
• Figura 5.2.5: "Pika 0", "Boshti Y+"
• Figura 5.2.6: "Pika 180", "Boshti Y+"
• Figura 5.2.7: "Pika 0", "Aksi Y-"
• Figura 5.2.8: "Pika 180", "Aksi Y-"
• Figura 5.2.9: "Pika 0", "Boshti Z+"
• Figura 5.2.10: "Pika 180", "Boshti Z+"
• Figura 5.2.11: "Pika 0", "Boshti Z-"
• Figura 5.2.12: "Pika 180", "Boshti Z-"

Ju duhet të mbushni tabelën. Pas kësaj klikoni "Llogaritni Matricën dhe Paragjykimin e Transformimit" dhe merrni matricën dhe paragjykimin e transformimit (figura 5.3).

Matrica e transformimit dhe paragjykimi janë marrë! Kalibrimi është i plotë!

Hapi 6: Testimi dhe vizualizimi

Vizualizimi i matjeve jo të kalibruara

Ngarko skicën "Arduino_Code" në tabelën arduino. Drejtoni MagViewer.exe, zgjidhni portin serik të bordit arduino (shkalla e boud e portit seraial duhet të jetë 9600 bps) dhe klikoni "Run MagViewer". Tani mund të shihni koordinatat e vektorit të të dhënave magnetometër në hapësirën 3D në kohë reale (foto 6.1, video 6.1, 6.2). Këto matje nuk janë të kalibruara.

Vizualizimi i matjeve të kalibruara

Ndryshoni skicën "Arduino_Radius_Stabilization", zëvendësoni matricën e paracaktuar të transformimit dhe të dhënat e paragjykimeve me ato të marra gjatë të dhënave të kalibrimit (matrica dhe paragjykimi juaj i transformimit). Ngarko skicën "Arduino_Radius_Stabilization" në tabelën arduino. Drejtoni MagViewer.exe, zgjidhni portin serik (niveli i boud është 9600 bps), klikoni "Run MagViewer". Tani mund të shihni matjet e kalibruara në hapësirën 3D në kohë reale (foto 6.2, video 6.3, 6.4).

Duke përdorur këto skica ju lehtë mund të shkruani algoritmin për projektin tuaj magnetometër me matje të kalibruara!