Başa dön
Arduino ile Dijital Pusula Yapımı

Arduino ile Dijital Pusula Yapımı (HMC5883L Manyetik Sensör)

Merhaba arkadaşlar, bu Arduino Projesinde, Manyetometre (MEMS) ve IDE kullanarak bu havalı görünümlü dijital pusulayı nasıl yapabileceğimizi göreceğiz. İşte pusula yapımı tanıtım videosu:

Dijital Pusula Projesi Genel Bakış

Bu proje için ihtiyacımız olan tek şey, dünya manyetik alanını ölçebilen bir MEMS Manyetometre, bir Arduino Uno R3 ve jumper kablodur. Örnek olarak, GY – 80 kartına entegre edilmiş 3 Eksenli Manyetometre olan HMC5883L‘yi kullanacağım.

 

Pusula Nasıl Çalışır?


 Arduino Bölümü

İlk önce verileri I2C protokolü üzerinden Arduino Kartını kullanarak sensörden almamız gerekiyor. Daha sonra sensörün X – Ekseni ve Y – Ekseni değerlerini kullanarak başlığı hesaplayacağız ve değerini Seri Port üzerinden Arduino IDE‘ye göndereceğiz.

Arduino Kodu:

/*   Arduino Compass 
 *      
 *  by Dejan Nedelkovski, 
 *  www.HowToMechatronics.com
 *  
 */
#include <Wire.h> //I2C Arduino Library
#define Magnetometer_mX0 0x03  
#define Magnetometer_mX1 0x04  
#define Magnetometer_mZ0 0x05  
#define Magnetometer_mZ1 0x06  
#define Magnetometer_mY0 0x07  
#define Magnetometer_mY1 0x08  
int mX0, mX1, mX_out;
int mY0, mY1, mY_out;
int mZ0, mZ1, mZ_out;
float heading, headingDegrees, headingFiltered, declination;
float Xm,Ym,Zm;
#define Magnetometer 0x1E //I2C 7bit address of HMC5883
void setup(){
  //Initialize Serial and I2C communications
  Serial.begin(115200);
  Wire.begin();
  delay(100);
  
  Wire.beginTransmission(Magnetometer); 
  Wire.write(0x02); // Select mode register
  Wire.write(0x00); // Continuous measurement mode
  Wire.endTransmission();
}
void loop(){
 
  //---- X-Axis
  Wire.beginTransmission(Magnetometer); // transmit to device
  Wire.write(Magnetometer_mX1);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(Magnetometer,1); 
  if(Wire.available()<=1)   
  {
    mX0 = Wire.read();
  }
  Wire.beginTransmission(Magnetometer); // transmit to device
  Wire.write(Magnetometer_mX0);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(Magnetometer,1); 
  if(Wire.available()<=1)   
  {
    mX1 = Wire.read();
  }
  //---- Y-Axis
  Wire.beginTransmission(Magnetometer); // transmit to device
  Wire.write(Magnetometer_mY1);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(Magnetometer,1); 
  if(Wire.available()<=1)   
  {
    mY0 = Wire.read();
  }
  Wire.beginTransmission(Magnetometer); // transmit to device
  Wire.write(Magnetometer_mY0);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(Magnetometer,1); 
  if(Wire.available()<=1)   
  {
    mY1 = Wire.read();
  }
  
  //---- Z-Axis
  Wire.beginTransmission(Magnetometer); // transmit to device
  Wire.write(Magnetometer_mZ1);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(Magnetometer,1); 
  if(Wire.available()<=1)   
  {
    mZ0 = Wire.read();
  }
  Wire.beginTransmission(Magnetometer); // transmit to device
  Wire.write(Magnetometer_mZ0);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(Magnetometer,1); 
  if(Wire.available()<=1)   
  {
    mZ1 = Wire.read();
  }
  
  //---- X-Axis
  mX1=mX1<<8;
  mX_out =mX0+mX1; // Raw data
  // From the datasheet: 0.92 mG/digit
  Xm = mX_out*0.00092; // Gauss unit
  //* Earth magnetic field ranges from 0.25 to 0.65 Gauss, so these are the values that we need to get approximately.
  //---- Y-Axis
  mY1=mY1<<8;
  mY_out =mY0+mY1;
  Ym = mY_out*0.00092;
  //---- Z-Axis
  mZ1=mZ1<<8;
  mZ_out =mZ0+mZ1;
  Zm = mZ_out*0.00092;
  // ==============================
  //Calculating Heading
  heading = atan2(Ym, Xm);
 
  // Correcting the heading with the declination angle depending on your location
  // You can find your declination angle at: https://www.ngdc.noaa.gov/geomag-web/
  // At my location it's 4.2 degrees => 0.073 rad
  declination = 0.073; 
  heading += declination;
  
  // Correcting when signs are reveresed
  if(heading <0) heading += 2*PI;
  // Correcting due to the addition of the declination angle
  if(heading > 2*PI)heading -= 2*PI;
  headingDegrees = heading * 180/PI; // The heading in Degrees unit
  // Smoothing the output angle / Low pass filter 
  headingFiltered = headingFiltered*0.85 + headingDegrees*0.15;
  //Sending the heading value through the Serial Port to Processing IDE
  Serial.println(headingFiltered);
  
  delay(50);
}

MEMS Manyetometrenin nasıl çalıştığı ve verilerin nasıl alınacağı hakkında daha fazla bilgiye ihtiyacınız varsa, MEMS Sensör Kullanımı kontrol edebilirsiniz.

 

IDE Bölümünün İşlenmesi

Burada önce Seri Port’tan gelen başlık değerlerini almamız gerekiyor.

Pusula aslında bir görüntüdür veya daha kesin olarak, IDE’ye yüklenen birden çok saydam görüntüden oluşur. Resimler kodun çalışma dizininde bulunur. İmage () işlevini kullanarak draw () bölümündeki görüntü nesnelerini tanımladıktan sonra arka plan görüntüsünü yükleriz (isteğe bağlı, arka plan için yalnızca basit bir renk kullanabilirsiniz). Daha sonra rotateZ () işlevini kullanarak başlık değerleriyle döndürülen Pusula görüntüsü yüklenir. Üstlerinde Ok görüntüsü yüklenir.

IDE Kodu şöyledir:

/*   Arduino Compass 
 *      
 *  by Dejan Nedelkovski, 
 *  www.HowToMechatronics.com
 *  
 */
 
import processing.serial.*;
import java.awt.event.KeyEvent;
import java.io.IOException;
Serial myPort;
PImage imgCompass;
PImage imgCompassArrow;
PImage background;
String data="";
float heading;
void setup() {
  size (1920, 1080, P3D);
  smooth();
  imgCompass = loadImage("Compass.png");
  imgCompassArrow = loadImage("CompassArrow.png");
  background = loadImage("Background.png");
  
  myPort = new Serial(this, "COM4", 115200); // starts the serial communication
  myPort.bufferUntil('\n');
}
void draw() {
  
  image(background,0, 0); // Loads the Background image
    
  pushMatrix();
  translate(width/2, height/2, 0); // Translates the coordinate system into the center of the screen, so that the rotation happen right in the center
  rotateZ(radians(-heading)); // Rotates the Compass around Z - Axis 
  image(imgCompass, -960, -540); // Loads the Compass image and as the coordinate system is relocated we need need to set the image at -960x, -540y (half the screen size)
  popMatrix(); // Brings coordinate system is back to the original position 0,0,0
  
  image(imgCompassArrow,0, 0); // Loads the CompassArrow image which is not affected by the rotateZ() function because of the popMatrix() function
  textSize(30);
  text("Heading: " + heading,40,40); // Prints the value of the heading on the screen
  delay(40);
  
}
// starts reading data from the Serial Port
 void serialEvent (Serial myPort) { 
  
   data = myPort.readStringUntil('\n');// reads the data from the Serial Port and puts it into the String variable "data".
  
  heading = float(data); // Convering the the String value into Float value
}

Buradan proje dosyaları, resim ve kaynak kodlarını indirebilirsiniz:

Dijital Pusula  Arduino Pusula Dosyaları İNDİR

 

Hepsi bu kadar. Umarım Arduino ile Dijital Pusula Yapımı makalemizi beğenmiş ve yeni bir şeyler öğrenmişsinizdir.

Memnun kaldıysanız aşağıda bulunan “yukarı ok“a tıklayarak +1 puan verebilirsiniz.

Diğer Güncel Arduino Projeleri için BURAYA TIKLAYABİLİRSİNİZ.

Sizde Robotlara ve Maker’lığa Meraklıysanız Robotik Marketimiz ROBOCOMBO‘yu Ziyaret Edebilirsiniz.

 

Robot El Yapımı – İlginç Arduino Projeleri

Videodaki Robot El Ürünümüzü Satın Almak İsterseniz Bağlantıya Göz Atabilirsiniz.

Okuduğunuz İçin Teşekkürler.

 

Kaynak:  howtomechatronics.com/projects/how-to-make-a-compass-using-arduino-and-processing-ide/