LED kompass un altimetrs: 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Objekti ar gaismas diodēm mani vienmēr aizrauj. Tāpēc šis projekts apvieno populāro digitālā kompasa sensoru HMC5883L ar 48 gaismas diodēm. Ievietojot gaismas diodes aplī, iedegas gaismas diode ir virziens, uz kuru dodaties. Ik pēc 7,5 grādiem iedegas jauna gaismas diode, kas sniedz detalizētus rezultātus.

GY-86 tāfele nodrošina arī barometriskā spiediena sensoru MS5611. Ar šī sensora palīdzību ir iespējams aprēķināt augstumu. Augstās izšķirtspējas dēļ tas ir ideāli piemērots altimetriem.

GY-86 paneļa MPU6050 sensoram ir gan 3 asu akselerometrs, gan 3 asu žiroskops. Žiroskops laika gaitā var izmērīt leņķiskā stāvokļa ātrumu. Akselerometrs var izmērīt gravitācijas paātrinājumu, un, izmantojot trigonometrijas matemātiku, ir iespējams aprēķināt leņķi, kādā sensors ir novietots. Apvienojot akselerometra un žiroskopa datus, ir iespējams iegūt informāciju par sensora orientāciju. To var izmantot HMC5883L kompasa slīpuma kompensācijai (darāms).

Īsie instrukciju video šajā pamācībā sīki izskaidros, kā tas darbojas. Kalibrēšanas procedūras ir automatizētas, tāpēc panākumi ir garantēti. Temperatūra ir pieejama pēc Celsija (pēc noklusējuma) vai Fārenheita.

Izklaidējieties !!

1. solis: altimetrs

Altimetrs izmanto barometriskā spiediena sensoru MS5611. Augstumu var noteikt, pamatojoties uz atmosfēras spiediena mērījumiem. Jo lielāks augstums, jo zemāks spiediens. Palaišanas laikā altimetrs izmanto noklusējuma jūras līmeņa spiedienu 1013,25 mbar. Nospiežot pogu pie tapas 21, spiediens jūsu atrašanās vietā tiks izmantots kā atsauce. Tādā veidā ir iespējams aptuveni izmērīt kāda augstuma priekšmetu (piemēram, braucot kalnā ar automašīnu).

Šajā projektā tiek izmantota tā sauktā "hipometriskā formula". Šī formula izmanto temperatūru, lai kompensētu mērījumu.

pludiņš alt=(((pulveris (avots / ((pludiņš) P / 100,0), 0,19022256) - 1,0) * ((pludiņš) TEMP / 100 + 273,15)) / 0,0065;

Plašāku informāciju par hipometrisko formulu varat atrast šeit:

Hipometriskā formula

Rūpnīcas kalibrēšanas dati un sensora temperatūra tiek nolasīti no MS5611 sensora un tiek lietoti kodam, lai iegūtu visprecīzākos mērījumus. Pārbaudes laikā es atklāju, ka MS5611 sensors ir jutīgs pret gaisa plūsmām un gaismas intensitātes atšķirībām. Jābūt iespējai iegūt labākus rezultātus nekā šajā instrukcijas video.

2. darbība. Daļas

1 x mikročips 18f26k22 mikrokontrolleris ar 28 PIN PINIP

3 x MCP23017 16 bitu I/O paplašinātājs, 28 kontaktu SPDIP

48 x LED 3 mm

1 x GY-86 modulis ar MS5611, HMC5883L un MPU6050 sensoriem

1 x SH1106 OLED 128x64 I2C

1 x 100nF keramikas kondensators

1 x 100 omu rezistors

3. darbība: shēmas shēma un PCB

Viss der vienpusējai PCB. Šeit atrodiet Eagle un Gerber failus, lai to varētu izgatavot pats vai jautāt PCB ražotājam.

Es savā automašīnā izmantoju LED kompasu un altimetru un kā barošanas avotu izmantoju OBD2 saskarni. Mikrokontrolleris lieliski iekļaujas savienotājā.

4. solis: Kā perfekti izlīdzināt gaismas diodes aplī dažu sekunžu laikā ar Eagle PCB projektēšanas programmatūru

Jums ir jāredz šī patiešām jauka funkcija Eagle PCB projektēšanas programmatūrā, kas ietaupa jūsu darba stundas. Ar šo Eagle funkciju jūs varat perfekti izlīdzināt gaismas diodes aplī dažu sekunžu laikā.

Vienkārši noklikšķiniet uz cilnes "Fails" un pēc tam uz "Palaist ULP". No šejienes noklikšķiniet uz "cmd-draw.ulp". Atlasiet “Pārvietot”, “pakāpes solis” un “Aplis”. Laukā "nosaukums" ievadiet pirmās gaismas diodes nosaukumu. Iestatiet apļa centra koordinātas režģī laukos "X centra koordināta" un "Y centra koordināta". Šajā projektā ir 48 gaismas diodes, tāpēc 360 dalīts ar 48 veido 7,5 laukam "Leņķa solis". Šī apļa rādiuss ir 1,4 collas. Nospiediet Enter, un jums ir ideāls gaismas diodes loks.

5. solis: kompasa kalibrēšanas process

HMC5883L ietver 12 bitu ADC, kas nodrošina kompasa virziena precizitāti no 1 līdz 2 grādiem pēc Celsija. Bet pirms tas sniedz izmantojamus datus, tas ir jākalibrē. Lai šis projekts darbotos nevainojami, ir pieejama šī kalibrēšanas metode, kas nodrošina x un y nobīdi. Tā nav vismodernākā metode, bet ar šo projektu pietiek. Šī procedūra jums izmaksās tikai dažas minūtes un sniegs patīkamus rezultātus.

Ielādējot un palaižot šo programmatūru, jūs vadīsit šajā kalibrēšanas procesā. OLED displejs jums pateiks, kad process sāksies un kad tas beigsies. Šis kalibrēšanas process lūgs jums pagriezt sensoru par 360 grādiem, turot to pilnīgi līdzenu (horizontāli pret zemi). Uzstādiet to uz statīva vai tamlīdzīgi. To darīt, turot to rokā, nedarbojas. Beigās kompensācijas tiks parādītas OLED. Ja jūs veicat šo procedūru vairākas reizes, jums jāredz gandrīz vienādi rezultāti.

Pēc izvēles savāktie dati ir pieejami arī caur RS232, izmantojot 27. tapu (9600 bodu). Vienkārši izmantojiet termināļa programmu, piemēram, Putty, un apkopojiet visus datus žurnāla failā. Šos datus var viegli importēt programmā Excel. No šejienes jūs varat vieglāk redzēt, kā izskatās jūsu HMC5883L nobīde.

Kompensācijas tiek ievietotas mikrokontrollera EEPROM. Tie tiks ielādēti, startējot kompasa un altimetra programmatūru, kuru atradīsit 7. darbībā.

6. darbība: kompensējiet savas atrašanās vietas magnētisko deklināciju

Ir magnētiskie ziemeļi un ģeogrāfiskie ziemeļi (ziemeļpols). Jūsu kompass sekos zemes magnētiskā lauka līnijām, tāpēc norādiet uz magnētiskajiem ziemeļiem. Atšķirību starp magnētiskajiem ziemeļiem un ģeogrāfiskajiem ziemeļiem sauc par magnētisko deklināciju. Manā vietā deklinācija ir tikai 1 grāds un 22 minūtes, tāpēc nav vērts to kompensēt. Citās vietās šis slīpums var būt līdz 30 grādiem.

Atrodiet magnētisko deklināciju savā atrašanās vietā

Ja vēlaties to kompensēt (nav obligāti), varat pievienot deklināciju (grādos un minūtēs) mikrokontrollera EEPROM. Atrašanās vietā 0x20 grādus var pievienot parakstītā heksadecimālā formā. Tas ir parakstīts, jo tas var būt arī negatīvs noliegums. Vietā 0x21 minūtes var pievienot arī heksadecimālā formā.

7. solis: apkopojiet kodu

Apkopojiet šo avota kodu un ieprogrammējiet savu mikrokontrolleri. Šis kods tiek pareizi apkopots ar MPLABX IDE v5.20 un XC8 kompilatoru v2.05 C99 režīmā (iekļaujiet arī C99 direktorijus). Ir pieejams arī hex fails, lai jūs varētu izlaist apkopošanas procedūru. Noteikti noņemiet atzīmi no izvēles rūtiņas "EEPROM dati iespējoti", lai novērstu kalibrēšanas datu (skat. 5. darbību) pārrakstīšanu. Iestatiet programmētāju uz 3.3 voltu!

Savienojot tapu 27 ar zemi, jūs iegūstat temperatūru pēc Fārenheita.

Paldies Achim Döbler par viņa µGUI grafisko bibliotēku

Otrā vieta sensoru konkursā