Let hård og blød jernmagnetometer kalibrering: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Hvis din hobby er RC, droner, robotik, elektronik, augment reality eller lignende, vil du før eller siden møde opgaven med magnetometer kalibrering. Ethvert magnetometer -modul skal kalibreres, fordi måling af magnetfelt udsættes for nogle forvrængninger. Der er to slags af disse forvrængninger: de hårde jernforvrængninger og de bløde jernforvridninger. Teorien om disse forvrængninger kan du finde her. For at få de nøjagtige målinger skal du kalibrere magnetometer for hårde og bløde jernforvrængninger. Denne instruktive beskriver den nemme måde at gøre det på.

Trin 1: Ting du har brug for

Hardware:

• HMC5883L magnetometer modul
• Arduino Mega 2560 bord

*Men du kan nemt adoptere dette instruerbare til et andet magnetometermodul eller arduino -bord.

Software:

• MagMaster
• MagViewer

Firmware:

Arduino Skitse

*Denne skitse er skrevet til HMC5883L -modulet, men du kan nemt tage det til dit modul.

Andre:

• Papirkasse
• Brødbræt
• Ledninger

Trin 2: Lav kalibreringsboksen

Til kalibreringsprocessen skal du lave den særlige kalibreringsboks (billede 2.1). Til fremstillingen brugte jeg en papirkasse, men du kan også bruge en plastik, en træstang eller noget andet. Du skal forbinde magnetometermodulet med boksen (f.eks. Med lim) som vist på billedet 2.1. På kassens flader skal du tegne koordinatsystemet i henhold til koordinatsystemet i magnetometermodulet.

Trin 3: Elektrisk forbindelse

Tilslut magnetometermodulet og arduino -kortet som vist på billedet 3.1. Bemærk, at magnetometermodulets forsyningsspænding kan være 3, 3 V (som i mit tilfælde med HMC5883L GY-273 version).

Trin 4: Installation af softwaren og firmwaren

Download softwaren og firmwaren her. Dette arkiv indeholder filer:

• MagMaster.exe - magnetometerets kalibreringsprogram
• MagViewer.exe - visualiseringsprogrammet til magnetometermålinger
• Arduino_Code - arduino -skitsen til kalibreringsprocessen
• Arduino_Test_Results - arduino -skitsen til test af kalibreringsresultater
• Arduino_Radius_Stabilisation - arduino -skitsen til test af kalibreringsresultater med kugleradius -stabiliseringsalgoritme
• MagMaster -filer og MagViewer -filer - systemfilerne til MagMaster.exe og MagViewer.exe

Kopier alle disse filer til en hvilken som helst mappe. Upload "Arduino_Code" -skitsen til arduino -tavlen. Denne arduino -skitse kræver HMC5883L -biblioteket, kopier mappen "HMC5883L" (placeret i "Arduino_Code" -mappen) til mappen "C: / Program Files / Arduino / libraries", før skitsen uploades.

Trin 5: Kalibrering

Introduktion

Kalibrering af magnetometer er processen med at få transformationsmatrixen og bias.

For at få de kalibrerede målinger af magnetfeltet skal du bruge disse transformationsmatrix og bias i dit program. I din algoritme skal du anvende bias på vektoren for ikke -kalibrerede magnetometerdata (X, Y, Z koordinater) og derefter multiplicere transformationsmatrixen med denne resulterende vektor (billede 5.4). C -algoritmen for disse beregninger kan du finde i skitserne "Arduino_Test_Results" og "Arduino_Radius_Stabilization".

Kalibreringsproces

Kør MagMaster.exe, og vælg den serielle port på arduino -kortet. De grønne strenge på programvinduet angiver koordinaterne for magnetometervektoren (billede 5.1).

Placer magnetometermodulet (kalibreringsboks med vedhæftet magnetometermodul) som vist på billedet 5.2.1, og klik på "Point 0" -knappen i gruppen "Axis X+". Bemærk, at kalibreringsboksen ikke er stationær i forhold til det faste vandrette plan. Placer derefter magnetometeret som vist på billedet 5.2.2, og klik på "Punkt 180" -knappen i "Axis X+" gruppeboksen og så videre. Du skal gøre på følgende måde (se billede 5.3 også):

• Billede 5.2.1: "Punkt 0", "Akse X+"
• Billede 5.2.2: "Punkt 180", "akse X+"
• Billede 5.2.3: "Punkt 0", "akse X-"
• Billede 5.2.4: "Punkt 180", "akse X-"
• Billede 5.2.5: "Punkt 0", "akse Y+"
• Billede 5.2.6: "Punkt 180", "akse Y+"
• Billede 5.2.7: "Punkt 0", "akse Y-"
• Billede 5.2.8: "Punkt 180", "akse Y-"
• Billede 5.2.9: "Punkt 0", "akse Z+"
• Billede 5.2.10: "Punkt 180", "akse Z+"
• Billede 5.2.11: "Punkt 0", "akse Z-"
• Billede 5.2.12: "Punkt 180", "akse Z-"

Du skal fylde bordet. Klik derefter på "Beregn transformationsmatrix og skævhed" og få transformationsmatrixen og bias (billede 5.3).

Transformationsmatrixen og bias er kommet! Kalibreringen er fuldført!

Trin 6: Test og visualisering

De ikke -kalibrerede målinger visualisering

Upload "Arduino_Code" -skitsen til arduino -tavlen. Kør MagViewer.exe, vælg den serielle port på arduino -kortet (boudhastigheden for serialporten skal være 9600 bps) og klik på "Kør MagViewer". Nu kan du se koordinaterne for magnetometerdatavektoren i 3D-rum i realtid (billede 6.1, video 6.1, 6.2). Disse målinger er ikke kalibrerede.

De kalibrerede målinger visualisering

Rediger skissen "Arduino_Radius_Stabilization", erstat standard transformationsmatrix og bias -data med dine opnåede under kalibreringsdata (din transformationsmatrix og bias). Upload "Arduino_Radius_Stabilization" -skitse til arduino -kortet. Kør MagViewer.exe, vælg seriel port (boud -hastigheden er 9600 bps), klik på "Kør MagViewer". Nu kan du se de kalibrerede målinger i 3D-rum i realtid (billede 6.2, video 6.3, 6.4).

Ved at bruge disse skitser kan du nemt skrive algoritmen til dit magnetometerprojekt med kalibrerede målinger!