Bussola digitale con magnetometro Arduino e HMC5883L: 6 passaggi

2025 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2025-01-23 14:49

Ciao ragazzi, Questo sensore potrebbe indicare il Nord, il Sud, l'Est e l'Ovest geografico, anche noi umani potremmo usarlo a volte quando richiesto. Così. In questo articolo cerchiamo di capire come funziona il sensore Magnetometro e come interfacciarlo con un microcontrollore come Arduino. Qui costruiremo una fantastica bussola digitale che ci aiuterà a trovare le direzioni illuminando un LED che indica la direzione nord.

Questa bussola digitale è accuratamente fabbricata su PCB da LIONCIRCUITS. Provateli, ragazzi. La loro qualità PCB è davvero buona.

Passaggio 1: hardware richiesto

Sono stati utilizzati i seguenti componenti:

• Arduino Pro mini
• HMC5883L Sensore magnetometro
• Luci a LED - 8Nos
• Resistenza da 470Ohm – 8Nos
• barile jack
• Un produttore di PCB affidabile come LionCircuits
• Programmatore FTDI per mini
• PC/portatile

Passaggio 2: cos'è un magnetometro e come funziona?

Prima di immergerci nel circuito, capiamo un po' il magnetometro e come funzionano. Come suggerisce il nome, il termine Magneto non si riferisce a quel pazzo mutante della meraviglia che poteva controllare i metalli semplicemente suonando il pianoforte in aria. Oh! Ma mi piace quel ragazzo, è figo.

Un magnetometro è in realtà un apparecchio in grado di rilevare i poli magnetici della terra e indicare la direzione in base a ciò. Sappiamo tutti che la Terra è un enorme pezzo di un magnete sferico con Polo Nord e Polo Sud. E c'è un campo magnetico a causa di esso. Un magnetometro rileva questo campo magnetico e in base alla direzione del campo magnetico può rilevare la direzione verso cui siamo rivolti.

Passaggio 3: come funziona il modulo sensore HMC5883L?

L'HMC5883L essendo un sensore magnetometro fa la stessa cosa. Ha l'IC HMC5883L su di esso che proviene da Honeywell. Questo circuito integrato ha 3 materiali magnetoresistivi all'interno dei quali sono disposti negli assi x, y e z. La quantità di corrente che scorre attraverso questi materiali è sensibile al campo magnetico terrestre. Quindi, misurando il cambiamento nella corrente che scorre attraverso questi materiali, possiamo rilevare il cambiamento nel campo magnetico terrestre. Una volta che il cambiamento è stato assorbito da un campo magnetico, i valori possono essere inviati a qualsiasi controller integrato come un microcontrollore o un processore tramite il protocollo I2C.

Passaggio 4: diagramma del circuito

Il circuito per questa bussola digitale basata su Arduino è piuttosto semplice, dobbiamo semplicemente interfacciare il sensore HMC5883L con Arduino e collegare 8 LED ai pin GPIO di Arduino Pro mini. Lo schema elettrico completo è mostrato nell'immagine sopra.

Il modulo Sensor ha 5 pin di cui il DRDY (Data Ready) non viene utilizzato nel nostro progetto poiché stiamo azionando il sensore in modalità continua. Il Vcc e il pin di massa vengono utilizzati per alimentare il Modulo con 5V dalla scheda Arduino. SCL e SDA sono le linee del bus di comunicazione I2C collegate rispettivamente ai pin A4 e A5 I2C dell'Arduino Pro mini. Poiché il modulo stesso ha un resistore pull high sulle linee, non è necessario aggiungerle esternamente.

Per indicare la direzione abbiamo utilizzato 8 LED tutti collegati ai pin GPIO dell'Arduino tramite un resistore limitatore di corrente di 470 Ohm. Il circuito completo è alimentato da una batteria da 9V tramite il Jack a botte. Questo 9V viene fornito direttamente al pin Vin dell'Arduino dove è regolato a 5V usando il regolatore di bordo su Arduino. Questo 5V viene quindi utilizzato per alimentare il sensore e anche Arduino.

Passaggio 5: considerazione dei parametri per la progettazione PCB

1. Lo spessore della larghezza della traccia è minimo 8 mil.

2. Il divario tra rame piano e traccia di rame è un minimo di 8 mil.

3. Il divario tra una traccia da tracciare è un minimo di 8 mil.

4. La dimensione minima della punta è di 0,4 mm.

5. Tutte le tracce che hanno il percorso corrente necessitano di tracce più spesse.

Passaggio 6: fabbricazione

Puoi disegnare lo schema PCB con qualsiasi software a tuo piacimento.

Qui ho il mio design e il file Gerber allegati. Dopo aver generato il file Gerber, puoi inviarlo a qualsiasi produttore di PCB.

Opinione personale: caricalo su LIONCIRCUITS e potrai effettuare un ordine online. È molto facile caricare e ordinare sulla loro piattaforma automatizzata.