LED -kompassi ja korkeusmittari: 7 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

LED -esineet kiehtovat minua aina. Siksi tässä projektissa yhdistetään suosittu digitaalinen kompassianturi HMC5883L 48 LED -valon kanssa. Sijoittamalla LEDit ympyrään, syttyvä ledi on suunta, johon olet menossa. 7,5 asteen välein tulee uusi LED, joka antaa yksityiskohtaisia tuloksia.

GY-86-kortissa on myös ilmanpaineanturi MS5611. Tämän anturin avulla on mahdollista laskea korkeus. Korkean resoluutionsa ansiosta se on täydellinen korkeusmittarille.

GY-86-kortin MPU6050-anturissa on sekä 3-akselinen kiihtyvyysanturi että 3-akselinen gyroskooppi. Gyroskooppi voi mitata kulma -aseman nopeuden ajan mittaan. Kiihtyvyysmittari voi mitata painovoiman kiihtyvyyttä ja trigonometrialaskennan avulla on mahdollista laskea kulma, johon anturi on sijoitettu. Yhdistämällä kiihtyvyysmittarin ja gyroskoopin tiedot on mahdollista saada tietoa anturin suunnasta. Tätä voidaan käyttää HMC5883L -kompassin kallistuksen kompensointiin (tehtävä).

Tämän ohjeen lyhyet opetusvideot selittävät yksityiskohtaisesti, miten se toimii. Kalibrointimenettelyt ovat automatisoituja, joten onnistuminen on taattu. Lämpötila on saatavana Celsius (oletus) tai Fahrenheit.

Pidä hauskaa !!

Vaihe 1: Korkeusmittari

Korkeusmittari käyttää barometristä paineanturia MS5611. Korkeus voidaan määrittää ilmanpaineen mittauksen perusteella. Mitä suurempi korkeus, sitä pienempi paine. Käynnistyksen yhteydessä korkeusmittari käyttää oletusarvoista 1013,25 mbar merenpinnan painetta. Painiketta 21 painettaessa painetta käytetään sijaintisi viitteenä. Tällä tavalla on mahdollista mitata suunnilleen sen korkeus (esim. Ajettaessa ylämäkeen auton kanssa).

Tässä projektissa käytetään ns. "Hypsometristä kaavaa". Tämä kaava käyttää lämpötilaa mittauksen kompensoimiseksi.

float alt=((jauhe (lähde / ((float) P / 100,0), 0,19022256) - 1,0) * ((float) TEMP / 100 + 273,15)) / 0,0065;

Löydät lisää hypsometrisestä kaavasta täältä:

Hypsometrinen kaava

Tehtaan kalibrointitiedot ja anturin lämpötila luetaan MS5611 -anturista ja lisätään koodiin tarkimpien mittausten saamiseksi. Testin aikana huomasin, että MS5611-anturi on herkkä ilmavirroille ja valon voimakkuuden eroille. On oltava mahdollista saada parempia tuloksia kuin tässä ohjevideossa.

Vaihe 2: Osat

1 x mikrosiru 18f26k22 mikro-ohjain 28-PIN PDIP

3 x MCP23017 16-bittinen I/O Expander 28-nastainen SPDIP

48 x LED 3 mm

1 x GY-86-moduuli MS5611-, HMC5883L- ja MPU6050-antureilla

1 x SH1106 OLED 128x64 I2C

1 x keraaminen kondensaattori 100 nF

1 x 100 ohmin vastus

Vaihe 3: Piirikaavio ja piirilevy

Kaikki sopii yksipuoliselle piirilevylle. Löydä täältä Eagle- ja Gerber -tiedostot, jotta voit tehdä sen itse tai kysyä piirilevyvalmistajalta.

Käytän autossani LED -kompassia ja korkeusmittaria ja virtalähteenä OBD2 -liitäntää. Mikro -ohjain sopii täydellisesti liittimeen.

Vaihe 4: Kuinka kohdistaa LEDit täydellisesti ympyrään sekunneissa Eagle PCB -suunnitteluohjelmiston kanssa

Sinun täytyy nähdä tämä todella mukava ominaisuus Eagle PCB Design Software -ohjelmassa, joka säästää tuntikausia työtä. Tämän Eagle -ominaisuuden avulla voit kohdistaa LEDit täydellisesti ympyrään muutamassa sekunnissa.

Napsauta vain "Tiedosto" -välilehteä ja sitten "Suorita ULP". Napsauta tästä "cmd-draw.ulp". Valitse "Siirrä", "asteaskel" ja "Ympyrä". Kirjoita ensimmäisen ledin nimi kenttään "nimi". Aseta ympyrän keskipisteen koordinaatit ruudukkoon kentissä "X keskikoordinaatti" ja "Y keskikoordinaatti". Tässä projektissa on 48 LEDiä, joten 360 jaettuna 48: lla tekee 7.5 kulma -askelta varten. Tämän ympyrän säde on 1,4 tuumaa. Paina Enter ja sinulla on täydellinen ympyrä LED -valoja.

Vaihe 5: Kompassin kalibrointiprosessi

HMC5883L sisältää 12 -bittisen ADC: n, joka mahdollistaa 1–2 asteen kompassisuunnan tarkkuuden. Mutta ennen kuin se antaa käyttökelpoisia tietoja, se on kalibroitava. Jotta tämä projekti saataisiin käyntiin sujuvasti, on tämä kalibrointimenetelmä, joka tarjoaa x- ja y-poikkeaman. Se ei ole kaikkein hienostunein menetelmä, mutta se riittää tähän projektiin. Tämä toimenpide maksaa sinulle vain muutaman minuutin ja antaa sinulle hyviä tuloksia.

Kun lataat ja käytät tätä ohjelmistoa, sinua ohjataan tässä kalibrointiprosessissa. OLED -näyttö ilmoittaa, milloin prosessi alkaa ja milloin se päättyy. Tämä kalibrointiprosessi pyytää sinua kääntämään anturia 360 astetta pitäen sitä täysin litteänä (vaakasuorassa maahan nähden). Asenna se kolmijalkaan tai vastaavaan. Tämän tekeminen pitämällä sitä kädessäsi ei toimi. Lopuksi korjaukset esitetään OLED -näytöllä. Jos suoritat tämän toimenpiteen useita kertoja, sinun on nähtävä lähes samanlaiset tulokset.

Vaihtoehtoisesti kerätyt tiedot ovat saatavilla myös RS232: n kautta nastan 27 kautta (9600 baudia). Käytä vain pääteohjelmaa, kuten Putty, ja kerää kaikki lokitiedoston tiedot. Nämä tiedot voidaan tuoda helposti Excelissä. Täältä näet helpommin, miltä HMC5883L: n offset näyttää.

Siirtymät sijoitetaan mikro -ohjaimen EEPROM -järjestelmään. Nämä ladataan käynnistettäessä kompassi- ja korkeusmittariohjelmisto, jotka löydät vaiheessa 7.

Vaihe 6: Korvaa sijaintisi magneettinen deklinaatio

On magneettinen pohjoinen ja maantieteellinen pohjoinen (pohjoisnapa). Kompassi seuraa maan magneettikentän viivoja, joten osoita magneettiseen pohjoiseen. Magneettisen pohjoisen ja maantieteellisen pohjoisen välistä eroa kutsutaan magneettiseksi deklinaatioksi. Minun sijainnissani kaltevuus on vain 1 aste ja 22 minuuttia, joten sitä ei kannata kompensoida. Muissa paikoissa tämä kaltevuus voi olla jopa 30 astetta.

Etsi magneettinen deklinaatio sijainnistasi

Jos haluat kompensoida tämän (valinnainen), voit lisätä deklinaation (astetta ja minuuttia) mikro -ohjaimen EEPROM -muistiin. Kohdassa 0x20 voit lisätä tutkinnot allekirjoitettuna heksadesimaalimuodossa. Se on allekirjoitettu, koska se voi olla myös negatiivinen deklinaatio. Sijainnissa 0x21 voit lisätä minuutit myös heksadesimaalimuodossa.

Vaihe 7: Käännä koodi

Kokoa tämä lähdekoodi ja ohjelmoi mikro -ohjaimesi. Tämä koodi kääntää oikein MPLABX IDE v5.20 ja XC8 -kääntäjä v2.05 C99 -tilassa (sisällytä siis C99 -hakemistot). Myös hex -tiedosto on saatavilla, joten voit ohittaa kokoamismenettelyn. Varmista, että poistat valinnan EEPROM -tiedot käytössä -valintaruudusta, jotta estät kalibrointitietojen (katso vaihe 5) korvaamisen. Aseta ohjelmoija 3,3 volttiin!

Liittämällä nasta 27 maahan saat lämpötilan Fahrenheit.

Kiitos Achim Döblerille µGUI -graafisesta kirjastosta

Toinen sija anturikilpailussa