Asan Sərt və Yumşaq Dəmir Magnetometr Kalibrasiyası: 6 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Hobbiniz RC, dronlar, robototexnika, elektronika, reallıq və ya bənzərdirsə, gec -tez maqnitometr kalibrləmə vəzifəsi ilə qarşılaşacaqsınız. Hər hansı bir maqnitölçən modulu kalibr edilməlidir, çünki maqnit sahəsinin ölçülməsi bəzi təhriflərə məruz qalır. Bu təhriflərin iki növü var: sərt dəmir təhrifləri və yumşaq dəmir təhrifləri. Bu təhriflərə dair nəzəriyyəni burada tapa bilərsiniz. Dəqiq ölçüləri əldə etmək üçün sərt və yumşaq dəmir təhrifləri üçün maqnitometrini kalibr etməlisiniz. Bu təlimat bunu necə etmənin asan yolunu təsvir edir.

Addım 1: Lazım olan şeylər

Avadanlıq:

• HMC5883L maqnitometr modulu
• Arduino Mega 2560 lövhəsi

*Ancaq başqa bir maqnitometr modulu və ya arduino lövhəsi üçün bu təlimatı asanlıqla qəbul edə bilərsiniz.

Proqram təminatı:

• MagMaster
• MagViewer

Firmware:

Arduino eskiz

*Bu eskiz HMC5883L modulu üçün yazılmışdır, ancaq modulunuz üçün asanlıqla qəbul edə bilərsiniz.

Digərləri:

• Kağız qutusu
• Çörək lövhəsi
• Tellər

Addım 2: Kalibrləmə qutusunun hazırlanması

Kalibrləmə prosesi üçün xüsusi kalibrləmə qutusu hazırlamalısınız (şəkil 2.1). Bunu etmək üçün bir kağız qutusu istifadə etdim, ancaq plastik, taxta çubuq və ya başqa bir şey istifadə edə bilərsiniz. Şəkil 2.1 -də göstərildiyi kimi maqnitölçən modulunu qutusu ilə (məsələn, yapışqanla) birləşdirməlisiniz. Qutunun üzlərində maqnitometr modulunun koordinat sisteminə uyğun olaraq koordinat sistemini çəkməlisiniz.

Addım 3: Elektrik bağlantısı

Maqnitometr modulunu və arduino lövhəsini şəkil 3.1 -də göstərildiyi kimi bağlayın. Qeyd edək ki, maqnitometr modulunun təchizat gərginliyi 3, 3 V ola bilər (mənim vəziyyətimdə HMC5883L GY-273 versiyasında olduğu kimi).

Addım 4: Proqram və Firmware Quraşdırılması

Proqramı və firmware proqramını buradan yükləyin. Bu arxivdə fayllar var:

• MagMaster.exe - maqnitölçən kalibrləmə proqramı
• MagViewer.exe - maqnitometr ölçmə vizual proqramı
• Arduino_Code - kalibrləmə prosesi üçün arduino eskizi
• Arduino_Test_Results - kalibrləmə nəticələrini yoxlamaq üçün arduino eskizi
• Arduino_Radius_Stabilisation - kürə radiusu stabilizasiya alqoritmi ilə kalibrləmə nəticələrini yoxlamaq üçün arduino eskizi
• MagMaster Files və MagViewer Files - MagMaster.exe və MagViewer.exe üçün sistem faylları

Bütün bu faylları istənilən qovluğa kopyalayın. "Arduino_Code" eskizini arduino lövhəsinə yükləyin. Bu arduino eskizi, HMC5883L kitabxanasını tələb edir, eskiz yükləməzdən əvvəl "HMC5883L" qovluğunu ("Arduino_Code" qovluğunda yerləşdirilmiş) "C: / Program Files / Arduino / libraries" qovluğuna kopyalayın.

Addım 5: Kalibrləmə

Giriş

Maqnitometrin kalibrlənməsi, çevrilmə matrisi və önyargı əldə etmək prosesidir.

Maqnit sahəsinin kalibr edilmiş ölçülərini əldə etmək üçün proqramınızda bu çevrilmə matrisini və önyargılarını istifadə etməlisiniz. Alqoritminizdə, kalibrlənməmiş maqnitometr məlumatlarının vektoruna (X, Y, Z koordinatları) meyl tətbiq etməli və sonra çevrilmə matrisini bu vektorla vurmalısınız (şəkil 5.4). Bu hesablamaların C alqoritmini "Arduino_Test_Results" və "Arduino_Radius_Stabilization" eskizlərində tapa bilərsiniz.

Kalibrləmə prosesi

MagMaster.exe faylını işə salın və arduino lövhəsinin serial portunu seçin. Proqram pəncərəsindəki yaşıl sətirlər maqnitometr vektorunun koordinatlarını göstərir (şəkil 5.1).

Magnetometer modulunu (əlavə maqnitometr modulu olan kalibrləmə qutusu) şəkil 5.2.1 -də göstərildiyi kimi yerləşdirin və "Axis X+" qrup qutusunun "0 nöqtəsi" düyməsini basın. Kalibrləmə qutusunun sabit bir üfüqi müstəviyə nisbətən sabit olmadığını unutmayın. Sonra şəkil 5.2.2 -də göstərildiyi kimi maqnitölçəni yerləşdirin və "Axis X+" qrup qutusunun "Point 180" düyməsini və s. Aşağıdakı şəkildə etməlisiniz (şəkil 5.3 -ə də baxın):

• Şəkil 5.2.1: "0 nöqtəsi", "Eksen X+"
• Şəkil 5.2.2: "nöqtə 180", "Eksen X+"
• Şəkil 5.2.3: "0 nöqtəsi", "Eksen X-"
• Şəkil 5.2.4: "nöqtə 180", "Eksen X-"
• Şəkil 5.2.5: "0 nöqtəsi", "Eksen Y+"
• Şəkil 5.2.6: "nöqtə 180", "Eksen Y+"
• Şəkil 5.2.7: "0 nöqtəsi", "Ekseni Y-"
• Şəkil 5.2.8: "nöqtə 180", "Eksen Y-"
• Şəkil 5.2.9: "0 nöqtəsi", "Eksen Z+"
• Şəkil 5.2.10: "nöqtə 180", "Eksen Z+"
• Şəkil 5.2.11: "0 nöqtəsi", "Eksen Z-"
• Şəkil 5.2.12: "nöqtə 180", "Eksen Z-"

Masanı doldurmalısınız. Bundan sonra "Çevrilmə Matrisini və Biası Hesablayın" düyməsini basın və çevrilmə matrisini və önyargısını əldə edin (şəkil 5.3).

Çevrilmə matrisi və qərəz var! Kalibrləmə tamamlandı!

Addım 6: Test və Vizualizasiya

Kalibr olunmamış ölçülərin vizuallaşdırılması

"Arduino_Code" eskizini arduino lövhəsinə yükləyin. MagViewer.exe faylını işə salın, arduino lövhəsinin serial portunu seçin (seraial portun yüksək sürəti 9600 bps olmalıdır) və "MagViewer -i Çalışdır" düyməsini basın. İndi real vaxt rejimində 3D məkanda maqnitometr məlumat vektorunun koordinatlarını görə bilərsiniz (şəkil 6.1, video 6.1, 6.2). Bu ölçülər kalibr edilməmişdir.

Kalibr edilmiş ölçülərin vizualizasiyası

"Arduino_Radius_Stabilization" eskizini düzəldin, standart çevrilmə matrisini və əyilmə məlumatlarını kalibrləmə zamanı əldə etdiyiniz məlumatlarla (transformasiya matrisiniz və qərəzləriniz) əvəz edin. "Arduino_Radius_Stabilization" eskizini arduino lövhəsinə yükləyin. MagViewer.exe faylını işə salın, serial portunu seçin (səs dərəcəsi 9600 bps), "MagViewer -i işə salın" düyməsini basın. İndi 3D məkanında kalibr edilmiş ölçüləri real vaxtda görə bilərsiniz (şəkil 6.2, video 6.3, 6.4).

Bu eskizləri istifadə edərək, kalibr edilmiş ölçülərlə maqnitometr layihənizin alqoritmini asanlıqla yaza bilərsiniz!