Magnetfeldmessung mit HMC5883 und Arduino Nano - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

Der HMC5883 ist ein digitaler Kompass, der für die magnetische Erfassung im Niederfeld entwickelt wurde. Dieses Gerät hat einen weiten Magnetfeldbereich von +/-8 Oe und eine Ausgaberate von 160 Hz. Der HMC5883-Sensor umfasst automatische Entmagnetisierungsbandtreiber, Offset-Aufhebung und einen 12-Bit-ADC, der eine Kompasskursgenauigkeit von 1° bis 2° ermöglicht. Alle I²C-Mini-Module sind für den Betrieb mit 5 VDC ausgelegt.

In diesem Tutorial erklären wir die detaillierte Funktionsweise des HMC5883 mit Arduino nano.

Schritt 1: Erforderliche Hardware:

Zu den Materialien, die wir zur Erreichung unseres Ziels benötigen, gehören die folgenden Hardwarekomponenten:

1. HMC5883

2. Arduino Nano

3. I2C-Kabel

4. I2C-Schild für Arduino Nano

Schritt 2: Hardwareanschluss:

Der Abschnitt zum Hardwareanschluss erläutert im Wesentlichen die erforderlichen Kabelverbindungen zwischen dem Sensor und dem arduino nano. Die Sicherstellung korrekter Verbindungen ist die Grundvoraussetzung bei der Arbeit an jedem System für die gewünschte Ausgabe. Die erforderlichen Verbindungen sind also wie folgt:

Der HMC5883 funktioniert über I2C. Hier ist das Beispiel-Verdrahtungsdiagramm, das zeigt, wie jede Schnittstelle des Sensors verdrahtet wird.

Out-of-the-box ist das Board für eine I2C-Schnittstelle konfiguriert, daher empfehlen wir, diesen Anschluss zu verwenden, wenn Sie ansonsten agnostisch sind. Alles was Sie brauchen sind vier Drähte!

Es werden nur vier Anschlüsse benötigt Vcc, Gnd, SCL und SDA Pins und diese werden mit Hilfe von I2C Kabel verbunden.

Diese Verbindungen sind in den obigen Bildern dargestellt.

Schritt 3: Arduino-Code zum Messen der Magnetfeldintensität:

Beginnen wir nun mit dem Arduino-Code.

Bei der Verwendung des Sensormoduls mit dem Arduino binden wir die Wire.h-Bibliothek ein. Die Bibliothek "Wire" enthält die Funktionen, die die i2c-Kommunikation zwischen Sensor und Arduino-Board ermöglichen.

Der gesamte Arduino-Code ist unten für den Benutzer angegeben:

#enthalten

// HMC5883 I2C-Adresse ist 0x1E(30)

#define Addr 0x1E

Void-Setup ()

{

// I2C-Kommunikation als MASTER initialisieren

Wire.begin();

// Serielle Kommunikation initialisieren, Baudrate = 9600. einstellen

Serial.begin (9600);

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Konfigurationsregister A auswählen

Wire.write (0x00);

// Normale Messkonfiguration einstellen, Datenausgaberate = 0,75Hz

Wire.write (0x60);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Modusregister auswählen

Wire.write (0x02);

// Dauermessung einstellen

Wire.write (0x00);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

Verzögerung (300);

}

Leere Schleife ()

{

unsignierte int-Daten[6];

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Datenregister auswählen

Wire.write (0x03);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// 6 Byte Daten anfordern

Wire.requestFrom(Addr, 6);

// 6 Byte Daten lesen

// xMag msb, xMag lsb, zMag msb, zMag lsb, yMag msb, yMag lsb

if(Draht.verfügbar() == 6)

{

data[0] = Wire.read();

data[1] = Wire.read();

data[2] = Wire.read();

Daten[3] = Wire.read();

data[4] = Wire.read();

data[5] = Wire.read();

}

Verzögerung (300);

// Konvertieren Sie die Daten

int xMag = ((Daten[0] * 256) + Daten[1]);

int zMag = ((Daten[2] * 256) + Daten[3]);

int yMag = ((Daten[4] * 256) + Daten[5]);

// Daten an seriellen Monitor ausgeben

Serial.print ("Magnetfeld in der X-Achse: ");

Serial.println (xMag);

Serial.print ("Magnetfeld in der Y-Achse: ");

Serial.println (yMag);

Serial.print ("Magnetfeld in der Z-Achse: ");

Serial.println (zMag);

Verzögerung (300);

}

In der Drahtbibliothek werden Wire.write() und Wire.read() verwendet, um die Befehle zu schreiben und den Sensorausgang zu lesen. Der folgende Teil des Codes veranschaulicht das Lesen des Sensorausgangs.

// 6 Byte Daten lesen // xMag msb, xMag lsb, zMag msb, zMag lsb, yMag msb, yMag lsb if(Wire.available() == 6) { data[0] = Wire.read(); data[1] = Wire.read(); data[2] = Wire.read(); Daten[3] = Wire.read(); data[4] = Wire.read(); data[5] = Wire.read(); }

Serial.print () und Serial.println () wird verwendet, um die Ausgabe des Sensors auf dem seriellen Monitor der Arduino IDE anzuzeigen.

Die Ausgabe des Sensors ist im Bild oben dargestellt.

Schritt 4: Anwendungen:

HMC5883 ist ein oberflächenmontiertes Multi-Chip-Modul, das für die magnetische Niederfeldsensorik mit einer digitalen Schnittstelle für Anwendungen wie kostengünstige Kompassmessung und Magnetometrie entwickelt wurde. Seine ein bis zwei Grad hohe Genauigkeit und Präzision ermöglicht Fußgängernavigation und LBS-Anwendungen.