მარტივი მყარი და რბილი რკინის მაგნიტომეტრი კალიბრაცია: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

თუ თქვენი ჰობია RC, თვითმფრინავები, რობოტები, ელექტრონიკა, რეალობის გაზრდა ან მსგავსი, ადრე თუ გვიან თქვენ შეხვდებით მაგნიტომეტრის დაკალიბრების ამოცანას. ნებისმიერი მაგნიტომეტრის მოდული უნდა დაკალიბრდეს, რადგან მაგნიტური ველის გაზომვა გარკვეულ დამახინჯებას იწვევს. ამ დამახინჯების ორი ტიპი არსებობს: მყარი რკინის დამახინჯება და რბილი რკინის დამახინჯება. ამ დამახინჯების თეორია შეგიძლიათ იხილოთ აქ. ზუსტი გაზომვების მისაღებად თქვენ უნდა დაკალიბროთ მაგნიტომეტრი მყარი და რბილი რკინის დამახინჯებისთვის. ეს ინსტრუქცია აღწერს ამის მარტივ გზას.

ნაბიჯი 1: საჭირო ნივთები

აპარატურა:

• HMC5883L მაგნიტომეტრის მოდული
• Arduino Mega 2560 დაფა

*მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ მარტივად გამოიყენოთ ეს ინსტრუქცია სხვა მაგნიტომეტრის მოდულისთვის ან არდუინოს დაფისთვის.

პროგრამული უზრუნველყოფა:

• მაგმასტერი
• MagViewer

Firmware:

არდუინოს ესკიზი

*ესკიზი დაწერილია HMC5883L მოდულისთვის, მაგრამ მისი მარტივად მიღება შეგიძლიათ თქვენი მოდულისთვის.

სხვები:

• Ქაღალდის ყუთი
• პურის დაფა
• მავთულები

ნაბიჯი 2: კალიბრაციის ყუთის დამზადება

დაკალიბრების პროცესისთვის თქვენ უნდა გააკეთოთ სპეციალური დაკალიბრების ყუთი (სურათი 2.1). ამის გასაკეთებლად მე გამოვიყენე ქაღალდის ყუთი, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ პლასტიკური, ხის ბარი ან სხვა რამეც. თქვენ უნდა შეუერთდეთ მაგნიტომეტრის მოდულს ყუთთან ერთად (მაგალითად წებოთი), როგორც ნაჩვენებია სურათზე 2.1. ყუთის სახეებზე თქვენ უნდა დახაზოთ კოორდინატთა სისტემა მაგნიტომეტრის მოდულის კოორდინატთა სისტემის მიხედვით.

ნაბიჯი 3: ელექტრო კავშირი

შეაერთეთ მაგნიტომეტრის მოდული და არდუინოს დაფა, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 3.1. გაითვალისწინეთ, რომ მაგნიტომეტრის მოდულის მიწოდების ძაბვა შეიძლება იყოს 3, 3 V (როგორც ჩემს შემთხვევაში HMC5883L GY-273 ვერსიით).

ნაბიჯი 4: პროგრამული უზრუნველყოფის და პროგრამული უზრუნველყოფის ინსტალაცია

ჩამოტვირთეთ პროგრამული უზრუნველყოფა და პროგრამული უზრუნველყოფა აქ. ეს არქივი შეიცავს ფაილებს:

• MagMaster.exe - მაგნიტომეტრის კალიბრაციის პროგრამა
• MagViewer.exe - მაგნიტომეტრის გაზომვის ვიზუალიზაციის პროგრამა
• Arduino_Code - არდუინოს ესკიზი კალიბრაციის პროცესისთვის
• Arduino_Test_Results - არდუინოს ესკიზი კალიბრაციის შედეგების შესამოწმებლად
• Arduino_Radius_Stabilisation - arduino ესკიზი კალიბრაციის შედეგების შესამოწმებლად სფეროს რადიუსის სტაბილიზაციის ალგორითმით
• MagMaster ფაილები და MagViewer ფაილები - სისტემის ფაილები MagMaster.exe და MagViewer.exe

დააკოპირეთ ყველა ეს ფაილი ნებისმიერ საქაღალდეში. ატვირთეთ "Arduino_Code" ესკიზი arduino დაფაზე. ეს არდუინოს ესკიზი მოითხოვს HMC5883L ბიბლიოთეკას, ესკიზის ატვირთვამდე დააკოპირეთ საქაღალდე "HMC5883L" (მოთავსებულია "Arduino_Code" საქაღალდეში) საქაღალდეში "C: / Program Files / Arduino / libraries".

ნაბიჯი 5: კალიბრაცია

შესავალი

მაგნიტომეტრის კალიბრაცია არის ტრანსფორმაციის მატრიცისა და მიკერძოების მიღების პროცესი.

მაგნიტური ველის დაკალიბრებული გაზომვების მისაღებად თქვენ უნდა გამოიყენოთ ეს ტრანსფორმაციის მატრიცა და მიკერძოება თქვენს პროგრამაში. თქვენს ალგორითმში თქვენ უნდა გამოიყენოთ მიკერძოება არაკალიბრირებული მაგნიტომეტრის მონაცემების ვექტორზე (X, Y, Z კოორდინატები) და შემდეგ გაამრავლოთ ტრანსფორმაციის მატრიცა ამ ვექტორზე (სურათი 5.4). ამ გამოთვლების C ალგორითმი შეგიძლიათ იხილოთ "Arduino_Test_Results" და "Arduino_Radius_Stabilization" ესკიზებში.

დაკალიბრების პროცესი

გაუშვით MagMaster.exe და შეარჩიეთ arduino დაფის სერიული პორტი. პროგრამის ფანჯარაში მწვანე სტრიქონები მიუთითებს მაგნიტომეტრის ვექტორის კოორდინატებზე (სურათი 5.1).

მოათავსეთ მაგნიტომეტრის მოდული (კალიბრაციის ყუთი თანდართული მაგნიტომეტრის მოდულით), როგორც ნაჩვენებია სურათზე 5.2.1 და დააწკაპუნეთ ღილაკზე "Axis X+" ჯგუფის ყუთში "წერტილი 0". გაითვალისწინეთ, რომ დაკალიბრების ყუთი არ დგას ფიქსირებულ ჰორიზონტალურ სიბრტყესთან შედარებით. შემდეგ მოათავსეთ მაგნიტომეტრი, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 5.2.2 და დააჭირეთ ღილაკს "წერტილი 180" "Axis X+" ჯგუფის ყუთში და ასე შემდეგ. თქვენ უნდა მოიქცეთ შემდეგი გზით (იხ. სურათი 5.3ც):

• სურათი 5.2.1: "წერტილი 0", "ღერძი X+"
• სურათი 5.2.2: "წერტილი 180", "ღერძი X+"
• სურათი 5.2.3: "წერტილი 0", "ღერძი X-"
• სურათი 5.2.4: "წერტილი 180", "ღერძი X-"
• სურათი 5.2.5: "წერტილი 0", "ღერძი Y+"
• სურათი 5.2.6: "წერტილი 180", "ღერძი Y+"
• სურათი 5.2.7: "წერტილი 0", "ღერძი Y-"
• სურათი 5.2.8: "წერტილი 180", "ღერძი Y-"
• სურათი 5.2.9: "წერტილი 0", "ღერძი Z+"
• სურათი 5.2.10: "წერტილი 180", "ღერძი Z+"
• სურათი 5.2.11: "წერტილი 0", "ღერძი Z-"
• სურათი 5.2.12: "წერტილი 180", "ღერძი Z-"

თქვენ უნდა შეავსოთ ცხრილი. ამის შემდეგ დააჭირეთ "გამოთვალეთ ტრანსფორმაციის მატრიცა და მიკერძოება" და მიიღეთ ტრანსფორმაციის მატრიცა და მიკერძოება (სურათი 5.3).

გარდაქმნის მატრიცა და მიკერძოება მიღებულია! დაკალიბრება დასრულებულია!

ნაბიჯი 6: ტესტირება და ვიზუალიზაცია

არაკალიბრირებული გაზომვების ვიზუალიზაცია

ატვირთეთ "Arduino_Code" ესკიზი arduino დაფაზე. გაუშვით MagViewer.exe, შეარჩიეთ arduino დაფის სერიული პორტი (სერიული პორტის ხმამაღალი სიჩქარე უნდა იყოს 9600 bps) და დააწკაპუნეთ "გაუშვით MagViewer". ახლა თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ მაგნიტომეტრის მონაცემთა ვექტორის კოორდინატები 3D სივრცეში რეალურ დროში (სურათი 6.1, ვიდეო 6.1, 6.2). ეს გაზომვები არ არის დაკალიბრებული.

დაკალიბრებული გაზომვების ვიზუალიზაცია

შეცვალეთ "Arduino_Radius_Stabilization" ესკიზი, შეცვალეთ ნაგულისხმევი ტრანსფორმაციის მატრიცა და მიკერძოებული მონაცემები კალიბრაციის მონაცემებით მიღებული თქვენი (ტრანსფორმაციის მატრიცა და მიკერძოება). ატვირთეთ ესკიზი "Arduino_Radius_Stabilization" arduino დაფაზე. გაუშვით MagViewer.exe, აირჩიეთ სერიული პორტი (ხმამაღალი სიჩქარეა 9600 bps), დააჭირეთ ღილაკს "გაუშვით MagViewer". ახლა თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ დაკალიბრებული გაზომვები 3D სივრცეში რეალურ დროში (სურათი 6.2, ვიდეო 6.3, 6.4).

ამ ჩანახატების გამოყენებით შეგიძლიათ მარტივად დაწეროთ თქვენი მაგნიტომეტრის პროექტის ალგორითმი დაკალიბრებული გაზომვებით!