بوصلة LED ومقياس الارتفاع: 7 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

الأشياء التي تحتوي على مصابيح LED تسحرني دائمًا. لذلك فإن هذا المشروع يجمع بين مستشعر البوصلة الرقمية الشهير HMC5883L مع 48 مصباحًا. من خلال وضع مصابيح LED في دائرة ، فإن LED وهو الإضاءة هو الاتجاه الذي تتجه إليه. كل 7.5 درجة ستقود مصباح LED جديد يعطي نتائج مفصلة.

توفر لوحة GY-86 أيضًا مستشعر الضغط الجوي MS5611. بمساعدة هذا المستشعر ، من الممكن حساب الارتفاع. نظرًا للدقة العالية ، فهو مثالي لأجهزة قياس الارتفاع.

يحتوي مستشعر MPU6050 على لوحة GY-86 على مقياس تسارع ثلاثي المحاور وجيروسكوب ثلاثي المحاور. يمكن للجيروسكوب قياس سرعة الموضع الزاوي بمرور الوقت. يمكن لمقياس التسارع قياس تسارع الجاذبية وباستخدام حساب المثلثات من الممكن حساب الزاوية التي يتم فيها وضع المستشعر. من خلال الجمع بين بيانات مقياس التسارع والجيروسكوب ، يمكن الحصول على معلومات حول اتجاه المستشعر. يمكن استخدام هذا لتعويض الإمالة لبوصلة HMC5883L (للقيام).

ستوضح مقاطع الفيديو الإرشادية القصيرة في هذا الدليل بالتفصيل كيف يعمل. إجراءات المعايرة مؤتمتة لذلك يضمن النجاح. درجة الحرارة متاحة بالدرجة المئوية (افتراضي) أو فهرنهايت.

استمتع !!

الخطوة 1: مقياس الارتفاع

يستخدم مقياس الارتفاع مستشعر الضغط الجوي MS5611. يمكن تحديد الارتفاع بناءً على قياس الضغط الجوي. كلما زاد الارتفاع ، انخفض الضغط. عند بدء التشغيل ، يستخدم مقياس الارتفاع ضغط مستوى سطح البحر الافتراضي البالغ 1013.25 ملي بار. بالضغط على الزر الموجود في الرقم 21 ، سيتم استخدام الضغط في موقعك كمرجع. وبهذه الطريقة ، فإنه يجعل من الممكن قياس الارتفاع التقريبي لشيء ما (على سبيل المثال ، عند القيادة صعودًا بالسيارة).

يتم استخدام ما يسمى ب "الصيغة Hypsometric" في هذا المشروع. تستخدم هذه الصيغة درجة الحرارة لتعويض القياس.

تعويم alt=((powf (مصدر / ((تعويم) P / 100.0) ، 0.19022256) - 1.0) * ((تعويم) TEMP / 100 + 273.15)) / 0.0065 ؛

يمكنك العثور على المزيد حول معادلة قياس الضغط هنا:

صيغة Hypsometric

تتم قراءة بيانات المعايرة في المصنع ودرجة حرارة المستشعر من مستشعر MS5611 ويتم تطبيقها على الكود للحصول على أدق القياسات. أثناء الاختبار ، وجدت أن مستشعر MS5611 حساس لتدفقات الهواء والاختلافات في شدة الضوء. يجب أن يكون من الممكن الحصول على نتائج أفضل من هذا الفيديو الإرشادي.

الخطوة 2: الأجزاء

1 × Microchip 18f26k22 متحكم 28-PIN PDIP

3 × MCP23017 16 بت I / O Expander 28 سنًا SPDIP

48 × 3 مم

1 × GY-86 مع مستشعرات MS5611 و HMC5883L و MPU6050

1 × SH1106 OLED 128x64 I2C

1 × مكثف سيراميك 100nF

1 × 100 أوم المقاوم

الخطوة 3: مخطط الدائرة و PCB

كل شيء يناسب PCB من جانب واحد. ابحث هنا عن ملفات Eagle و Gerber حتى تتمكن من صنعها بنفسك أو اسأل صانع PCB.

أستخدم بوصلة LED ومقياس الارتفاع في سيارتي واستخدم واجهة OBD2 كمصدر طاقة. الميكروكونترولر يناسب الموصل بشكل مثالي.

الخطوة 4: كيفية محاذاة مصابيح LED تمامًا في دائرة في ثوانٍ باستخدام برنامج تصميم Eagle PCB

يجب أن ترى هذه الميزة الرائعة حقًا في برنامج تصميم Eagle PCB الذي يوفر لك ساعات من العمل. باستخدام ميزة Eagle هذه ، يمكنك محاذاة مصابيح LED بشكل مثالي في دائرة في ثوانٍ.

فقط انقر فوق علامة التبويب "ملف" ثم "تشغيل ULP". من هنا اضغط على "cmd-draw.ulp". حدد "نقل" و "درجة الدرجة" و "دائرة". املأ اسم أول مؤشر LED في الحقل "الاسم". عيّن إحداثيات مركز الدائرة على الشبكة في الحقلين "تنسيق مركز X" و "تنسيق مركز Y". في هذا المشروع يوجد 48 مصباح LED لذا 360 مقسومة على 48 تجعل 7.5 للحقل "Angle step". نصف قطر هذه الدائرة 1.4 بوصة. اضغط على Enter ولديك دائرة مثالية من المصابيح.

الخطوة 5: عملية معايرة البوصلة

يتضمن HMC5883L 12 بت ADC الذي يتيح دقة رأس البوصلة من 1 إلى 2 درجة مئوية. ولكن قبل أن تقدم بيانات قابلة للاستخدام ، يجب معايرتها. من أجل تشغيل هذا المشروع بسلاسة ، توجد طريقة المعايرة هذه التي توفر إزاحة x و y. إنها ليست الطريقة الأكثر تعقيدًا ولكنها كافية لهذا المشروع. سيكلفك هذا الإجراء بضع دقائق فقط ويعطيك نتائج جيدة.

عن طريق تحميل وتشغيل هذا البرنامج ، سيتم إرشادك في عملية المعايرة هذه. ستخبرك شاشة OLED بوقت بدء العملية ومتى تنتهي. ستطلب منك عملية المعايرة هذه إدارة المستشعر 360 درجة مع الإمساك به بشكل مسطح تمامًا (أفقيًا على الأرض). قم بتثبيته على حامل ثلاثي القوائم أو شيء من هذا القبيل. لا ينجح القيام بذلك عن طريق الإمساك به في يدك. في النهاية سيتم تقديم التعويضات على OLED. إذا قمت بتشغيل هذا الإجراء عدة مرات ، يجب أن ترى نتائج متساوية تقريبًا.

اختياريًا ، تتوفر البيانات المجمعة أيضًا عبر RS232 عبر دبوس 27 (9600 باود). ما عليك سوى استخدام برنامج طرفي مثل Putty وجمع كل البيانات الموجودة في ملف السجل. يمكن استيراد هذه البيانات بسهولة في Excel. من هنا يمكنك أن ترى بسهولة كيف تبدو إزاحة HMC5883L.

يتم وضع الإزاحات في ذاكرة EEPROM الخاصة بالمتحكم الدقيق. سيتم تحميلها عند بدء تشغيل برنامج البوصلة ومقياس الارتفاع الذي ستجده في الخطوة 7.

الخطوة 6: تعويض الانحراف المغناطيسي لموقعك

يوجد شمال مغناطيسي وشمال جغرافي (القطب الشمالي). ستتبع بوصلتك خطوط المجال المغناطيسي للأرض ، لذا أشر إلى الشمال المغناطيسي. يسمى الفرق بين الشمال المغناطيسي والشمال الجغرافي بالانحراف المغناطيسي. في موقعي ، يكون الانحراف درجة واحدة فقط و 22 دقيقة ، لذا لا يستحق تعويض هذا. في مواقع أخرى ، يمكن أن يصل هذا الانحراف إلى 30 درجة.

ابحث عن الانحراف المغناطيسي في موقعك

إذا كنت ترغب في تعويض هذا (اختياري) ، يمكنك إضافة الانحراف (درجات ودقائق) في ذاكرة EEPROM الخاصة بالمتحكم الدقيق. في الموقع 0x20 ، يمكنك إضافة الدرجات في شكل سداسي عشري موقع. تم توقيعه لأنه يمكن أن يكون أيضًا رفضًا سلبيًا. في الموقع 0x21 ، يمكنك إضافة الدقائق أيضًا بشكل سداسي عشري.

الخطوة 7: قم بتجميع الكود

قم بتجميع شفرة المصدر هذه وبرمجة المتحكم الدقيق الخاص بك. يتم تجميع هذا الرمز بشكل صحيح مع MPLABX IDE v5.20 و XC8 مترجم v2.05 في وضع C99 (لذلك قم بتضمين أدلة C99). يتوفر أيضًا الملف السداسي عشري حتى تتمكن من تخطي إجراء التجميع. تأكد من إلغاء تحديد خانة الاختيار "تمكين بيانات EEPROM" لمنع الكتابة فوق بيانات المعايرة (راجع الخطوة 5). اضبط المبرمج على 3.3 فولت!

عن طريق توصيل دبوس 27 بالأرض تحصل على درجة الحرارة بالفهرنهايت.

بفضل Achim Döbler على مكتبته الرسومية µGUI

الوصيف في مسابقة أجهزة الاستشعار