معايرة مقياس مغناطيسي من الحديد الصلب واللين السهل: 6 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

إذا كانت هوايتك هي RC ، أو الطائرات بدون طيار ، أو الروبوتات ، أو الإلكترونيات ، أو الواقع المعزز أو ما شابه ذلك ، فعاجلاً أم آجلاً ستواجه مهمة معايرة مقياس المغناطيسية. يجب معايرة أي وحدة قياس مغناطيسية ، لأن قياس المجال المغناطيسي يتعرض لبعض التشوهات. هناك نوعان من هذه التشوهات: تشوهات الحديد الصلب وتشوهات الحديد اللين. يمكنك أن تجد النظرية حول هذه التشوهات هنا. للحصول على قياسات دقيقة ، يجب معايرة مقياس المغناطيسية لتشوهات الحديد الصلبة والناعمة. يصف هذا التوجيه الطريقة السهلة في كيفية القيام بذلك.

الخطوة 1: الأشياء التي تحتاجها

المعدات:

• وحدة مقياس المغناطيسية HMC5883L
• لوحة اردوينو ميجا 2560

* ولكن يمكنك بسهولة اعتماد هذه التعليمات لوحدة قياس مغناطيسية أخرى أو لوحة اردوينو.

برمجة:

• ماجماستر
• MagViewer

البرامج الثابتة:

رسم اردوينو

* هذا الرسم التخطيطي مكتوب لوحدة HMC5883L ، ولكن يمكنك بسهولة اعتماده للوحدة النمطية الخاصة بك.

آحرون:

• صندوق ورقي
• اللوح
• الأسلاك

الخطوة الثانية: عمل صندوق المعايرة

لعملية المعايرة يجب عمل صندوق المعايرة الخاص (الصورة 2.1). لصنع هذا ، استخدمت صندوقًا ورقيًا ، لكن يمكنك استخدام صندوق بلاستيكي أو قضيب خشبي أو أي شيء آخر أيضًا. يجب أن تنضم إلى وحدة مقياس المغناطيسية مع الصندوق (على سبيل المثال بالغراء) كما هو موضح في الصورة 2.1. يجب أن ترسم نظام الإحداثيات على أوجه الصندوق وفقًا لنظام الإحداثيات لوحدة مقياس المغناطيسية.

الخطوة الثالثة: التوصيل الكهربائي

قم بتوصيل وحدة مقياس المغناطيسية ولوحة اردوينو كما هو موضح في الصورة 3.1. لاحظ أن جهد إمداد وحدة مقياس المغناطيسية يمكن أن يكون 3 ، 3 فولت (كما في حالتي مع إصدار HMC5883L GY-273).

الخطوة 4: تثبيت البرنامج والبرامج الثابتة

قم بتنزيل البرنامج والبرامج الثابتة من هنا ، يحتوي هذا الأرشيف على ملفات:

• MagMaster.exe - برنامج معايرة مقياس المغناطيسية
• MagViewer.exe - برنامج تصور قياسات المغناطيسية
• Arduino_Code - رسم اردوينو لعملية المعايرة
• Arduino_Test_Results - رسم اردوينو لاختبار نتائج المعايرة
• Arduino_Radius_Stabilisation - رسم اردوينو لاختبار نتائج المعايرة باستخدام خوارزمية تثبيت نصف قطر المجال
• ملفات MagMaster وملفات MagViewer - ملفات النظام لـ MagMaster.exe و MagViewer.exe

انسخ كل هذه الملفات إلى أي مجلد. قم بتحميل الرسم التخطيطي "Arduino_Code" على لوحة اردوينو. يتطلب رسم اردوينو هذا مكتبة HMC5883L ، انسخ المجلد "HMC5883L" (الموجود في مجلد "Arduino_Code") إلى المجلد "C: / Program Files / Arduino / libraries" قبل تحميل الرسم التخطيطي.

الخطوة 5: المعايرة

مقدمة

معايرة مقياس المغناطيسية هي عملية الحصول على مصفوفة التحويل والتحيز.

للحصول على القياسات المعايرة للمجال المغناطيسي ، يجب عليك استخدام مصفوفة التحويل هذه والتحيز في برنامجك. في الخوارزمية الخاصة بك ، يجب عليك تطبيق التحيز على متجه بيانات مقياس المغناطيسية غير المعايرة (إحداثيات X ، Y ، Z) ثم ضرب مصفوفة التحويل في هذا المتجه الناتج (الصورة 5.4). يمكنك العثور على خوارزمية C لهذه الحسابات في رسومات "Arduino_Test_Results" و "Arduino_Radius_Stabilization".

عملية المعايرة

قم بتشغيل MagMaster.exe وحدد المنفذ التسلسلي للوحة اردوينو. تشير السلاسل الخضراء في نافذة البرنامج إلى إحداثيات متجه مقياس المغناطيسية (الصورة 5.1).

ضع وحدة مقياس المغنطيسية (صندوق المعايرة مع وحدة مقياس المغناطيسية المرفقة) كما هو موضح في الصورة 5.2.1 وانقر فوق الزر "النقطة 0" في صندوق المجموعة "المحور X +". لاحظ أن صندوق المعايرة ليس ثابتًا نسبيًا بالنسبة للمستوى الأفقي الثابت. ثم ضع مقياس المغناطيسية كما هو موضح في الصورة 5.2.2 وانقر فوق الزر "نقطة 180" في مجموعة "المحور X +" وما إلى ذلك. يجب أن تفعل بالطريقة التالية (انظر الصورة 5.3 أيضًا):

• الصورة 5.2.1: "النقطة 0" ، "المحور X +"
• الصورة 5.2.2: "النقطة 180" ، "المحور X +"
• الصورة 5.2.3: "النقطة 0" ، "المحور X-"
• الصورة 5.2.4: "النقطة 180" ، "المحور X-"
• الصورة 5.2.5: "النقطة 0" ، "المحور ص +"
• الصورة 5.2.6: "النقطة 180" ، "المحور ص +"
• الصورة 5.2.7: "النقطة 0" ، "المحور ص-"
• الصورة 5.2.8: "النقطة 180" ، "المحور ص-"
• الصورة 5.2.9: "النقطة 0" ، "المحور Z +"
• الصورة 5.2.10: "النقطة 180" ، "المحور Z +"
• الصورة 5.2.11: "النقطة 0" ، "المحور Z-"
• الصورة 5.2.12: "النقطة 180" ، "المحور Z-"

يجب أن تملأ الجدول. بعد ذلك انقر فوق "حساب مصفوفة التحويل والانحياز" واحصل على مصفوفة التحويل والتحيز (الصورة 5.3).

مصفوفة التحويل والتحيز حصلت! المعايرة كاملة!

الخطوة 6: الاختبار والتصور

تصور القياسات غير المعايرة

قم بتحميل الرسم التخطيطي "Arduino_Code" على لوحة اردوينو. قم بتشغيل MagViewer.exe ، وحدد المنفذ التسلسلي للوحة اردوينو (يجب أن يكون معدل نقل البيانات للمنفذ التسلسلي 9600 بت في الثانية) وانقر فوق "تشغيل MagViewer". يمكنك الآن رؤية إحداثيات متجه بيانات مقياس المغناطيسية في مساحة ثلاثية الأبعاد في الوقت الفعلي (الصورة 6.1 ، الفيديو 6.1 ، 6.2). هذه القياسات غير معايرة.

تصور القياسات المعايرة

قم بتحرير مخطط "Arduino_Radius_Stabilization" ، واستبدل مصفوفة التحويل الافتراضية وبيانات التحيز ببياناتك التي تم الحصول عليها أثناء المعايرة (مصفوفة التحويل والتحيز). قم بتحميل رسم تخطيطي "Arduino_Radius_Stabilization" إلى لوحة اردوينو. قم بتشغيل MagViewer.exe ، حدد المنفذ التسلسلي (معدل boud 9600 بت في الثانية) ، انقر فوق "تشغيل MagViewer". يمكنك الآن رؤية القياسات التي تمت معايرتها في مساحة ثلاثية الأبعاد في الوقت الفعلي (الصورة 6.2 ، الفيديو 6.3 ، 6.4).

باستخدام هذه الرسومات ، يمكنك بسهولة كتابة الخوارزمية الخاصة بمشروع مقياس المغناطيسية بقياسات مُعايرة!