Arduino మరియు hmc5883l మాగ్నెటోమీటర్ ఉపయోగించి డిజిటల్ దిక్సూచి

మానవ మెదడు సంక్లిష్ట పొర నిర్మాణాలతో నిర్మించబడింది, ఇది భూమిపై ఆధిపత్య జాతిగా ఉండటానికి సహాయపడుతుంది. ఉదాహరణకు, మీ మెదడులోని ఎంటోర్హినల్ కార్టెక్స్ మీకు తెలియని ప్రదేశాల ద్వారా సులభంగా నావిగేట్ చెయ్యడానికి మీకు సహాయపడే దిశను ఇస్తుంది. కానీ మనలా కాకుండా, రోబోట్లు మరియు మానవరహిత ఏరియల్ వాహనాలకు ఈ దిశను పొందడానికి ఏదో ఒకటి అవసరం కాబట్టి అవి కొత్త భూభాగాలు మరియు ప్రకృతి దృశ్యాలలో స్వయంప్రతిపత్తితో యుక్తిని సాధించగలవు. వివిధ రోబోట్లు దీనిని సాధించడానికి వివిధ రకాల సెన్సార్లను ఉపయోగిస్తాయి, కాని సాధారణంగా ఉపయోగించేది మాగ్నెటోమీటర్, ఇది ప్రస్తుతం భౌగోళిక-గ్రాఫిక్ దిశలో ఎదుర్కొంటున్న రోబోట్‌కు తెలియజేయగలదు. ఇది రోబోట్ దిశను గ్రహించడంలో మాత్రమే కాకుండా, ముందుగా నిర్వచించిన దిశలో మరియు దేవదూతలో మలుపులు తీసుకోవడానికి కూడా సహాయపడుతుంది.

సెన్సార్ భౌగోళిక-గ్రాఫిక్ ఉత్తర, దక్షిణ, తూర్పు మరియు పడమరలను సూచించగలదు కాబట్టి, మనం మానవులు కూడా అవసరమైన సమయాల్లో దీనిని ఉపయోగించుకోవచ్చు. కాబట్టి ఈ వ్యాసంలో మాగ్నెటోమీటర్ సెన్సార్ ఎలా పనిచేస్తుందో మరియు ఆర్డునో వంటి మైక్రోకంట్రోలర్‌తో ఎలా ఇంటర్‌ఫేస్ చేయాలో అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రయత్నిద్దాం. ఇక్కడ మేము ఒక చల్లని డిజిటల్ కంపాస్‌ను నిర్మిస్తాము, ఇది ఎల్‌ఈడీ పాయింటింగ్ నార్త్ డైరెక్షన్‌ను మెరుస్తూ దిశలను కనుగొనడంలో మాకు సహాయపడుతుంది. ఈ డిజిటల్ కంపాస్ PCBGOGO నుండి పిసిబిలో చక్కగా కల్పించబడింది, తద్వారా నేను తదుపరిసారి అడవికి వెళ్ళినప్పుడు దానిని తీసుకువెళ్ళగలను మరియు ఇంటికి తిరిగి వెళ్ళే మార్గాన్ని కనుగొనటానికి ఈ విషయాన్ని ఉపయోగించుకోవటానికి నేను కోల్పోతాను అని కోరుకుంటున్నాను. ప్రారంభిద్దాం.

పదార్థాలు అవసరం

• ఆర్డునో ప్రో మినీ
• HMC5883L మాగ్నెటోమీటర్ సెన్సార్
• LED లైట్లు - 8 సంఖ్యలు
• 470 ఓహ్మ్ రెసిస్టర్ - 8 సంఖ్యలు
• బారెల్ జాక్
• పిసిబిగోగో వంటి నమ్మకమైన పిసిబి తయారీదారు
• మినీ కోసం ఎఫ్‌టిడిఐ ప్రోగ్రామర్
• పిసి / ల్యాప్‌టాప్

మాగ్నెటోమీటర్ అంటే ఏమిటి మరియు ఇది ఎలా పనిచేస్తుంది?

మేము సర్క్యూట్‌లోకి ప్రవేశించే ముందు, మాగ్నెటోమీటర్ గురించి మరియు అవి ఎలా పని చేస్తాయో కొంచెం అర్థం చేసుకుందాం. పేరు సూచించినట్లుగా, మాగ్నెటో అనే పదం ఆశ్చర్యంలో ఉన్న వెర్రి ఉత్పరివర్తనను సూచించదు, అతను గాలిలో పియానో ​​వాయించడం ద్వారా లోహాలను నియంత్రించగలడు. ఓహ్! కానీ అతను చల్లగా ఉన్న వ్యక్తిని నేను ఇష్టపడుతున్నాను.

మాగ్నెటోమీటర్ వాస్తవానికి భూమి యొక్క అయస్కాంత ధ్రువాలను గ్రహించి, దాని ప్రకారం దిశను సూచించగల పరికరాల భాగం. భూమి ఉత్తర ధ్రువం మరియు దక్షిణ ధ్రువంతో భారీ గోళాకార అయస్కాంతం అని మనందరికీ తెలుసు. మరియు దాని కారణంగా అయస్కాంత క్షేత్రం ఉంది. ఒక అయస్కాంత క్షేత్రం ఈ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని గ్రహించి, అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క దిశ ఆధారంగా మనం ఎదుర్కొంటున్న దిశను గుర్తించగలదు.

HMC5883L సెన్సార్ మాడ్యూల్ ఎలా పనిచేస్తుంది

HMC5883L ఒక ఉండటం అయస్కాంత సెన్సార్ ఇదే చేస్తుంది. ఇది హనీవెల్ నుండి వచ్చిన HMC5883L IC ని కలిగి ఉంది. ఈ ఐసి లోపల 3 మాగ్నెటో-రెసిస్టివ్ పదార్థాలు ఉన్నాయి, వీటిని x, y మరియు z అక్షాలతో అమర్చారు. ఈ పదార్థాల ద్వారా ప్రవహించే ప్రవాహం మొత్తం భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రానికి సున్నితంగా ఉంటుంది. కాబట్టి ఈ పదార్థాల ద్వారా ప్రవహించే ప్రవాహంలో మార్పును కొలవడం ద్వారా మనం భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రంలో మార్పును గుర్తించవచ్చు. మార్పు అయస్కాంత క్షేత్రం గ్రహించిన తర్వాత విలువలను I2C ప్రోటోకాల్ ద్వారా మైక్రోకంట్రోలర్ లేదా ప్రాసెసర్ వంటి ఎంబెడెడ్ కంట్రోలర్‌కు పంపవచ్చు.

అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని గ్రహించడం ద్వారా సెన్సార్ పనిచేస్తుంది కాబట్టి, ఒక లోహాన్ని సమీపంలో ఉంచితే అవుట్పుట్ విలువలు బాగా ప్రభావితమవుతాయి. ఈ ప్రవర్తనను ఈ సెన్సార్లను మెటల్ డిటెక్టర్లుగా కూడా ఉపయోగించుకోవచ్చు. అయస్కాంతం నుండి బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రం సెన్సార్‌పై తప్పుడు విలువలను రేకెత్తిస్తుంది కాబట్టి ఈ సెన్సార్ దగ్గర అయస్కాంతాలను తీసుకురాకుండా జాగ్రత్త తీసుకోవాలి.

HMC5883L మరియు QMC5883L మధ్య వ్యత్యాసం

చాలా మంది ప్రారంభకులకు ఈ సెన్సార్ల చుట్టూ ఒక సాధారణ గందరగోళం ఉంది. ఎందుకంటే కొంతమంది విక్రేతలు (వాస్తవానికి చాలా మంది) హనీవెల్ నుండి అసలు HMC5883L కు బదులుగా QMC5883L సెన్సార్లను విక్రయిస్తారు. QMC5883L HMC5883L మాడ్యూల్ కంటే తక్కువ ధరలో ఉండటం దీనికి కారణం. విచారకరమైన విషయం ఏమిటంటే, ఈ రెండు సెన్సార్ల పని కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటుంది మరియు రెండింటికి ఒకే కోడ్ ఉపయోగించబడదు. ఎందుకంటే రెండు సెన్సార్ల యొక్క I2C చిరునామా ఒకేలా ఉండదు. ఈ ట్యుటోరియల్‌లో ఇచ్చే కోడ్ సాధారణంగా అందుబాటులో ఉన్న సెన్సార్ మాడ్యూల్ QMC5883L కోసం మాత్రమే పని చేస్తుంది.

మీరు ఏ మోడల్ సెన్సార్ కలిగి ఉన్నారో తెలుసుకోవటానికి, దాని పైన వ్రాసిన వాటిని చదవడానికి మీరు ఐసిని దగ్గరగా చూడాలి. ఇది L883 లాగా వ్రాయబడితే అది HMC58836L మరియు DA5883 వంటిది వ్రాస్తే అది QMC5883L IC. రెండు మాడ్యూల్స్ సులభంగా అర్థం చేసుకోవడానికి క్రింది చిత్రంలో చూపించబడ్డాయి.

సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

ఈ Arduino ఆధారిత డిజిటల్ కంపాస్ యొక్క సర్క్యూట్ చాలా సులభం, మేము HMC5883L సెన్సార్‌ను Arduino తో ఇంటర్‌ఫేస్ చేయాలి మరియు 8 LED లను Arduino Pro mini యొక్క GPIO పిన్‌లకు కనెక్ట్ చేయాలి. పూర్తి సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది

సెన్సార్ మాడ్యూల్ 5 పిన్స్ అవ్ట్ కలిగి నిరంతర రీతిలో సెన్సార్ పనిచేస్తున్నాయని నుండి DRDY (డేటా రెడీ) మా ప్రాజెక్ట్ లో ఉపయోగించే కాదు. Arduino బోర్డు నుండి 5V తో మాడ్యూల్‌ను శక్తివంతం చేయడానికి Vcc మరియు గ్రౌండ్ పిన్ ఉపయోగించబడుతుంది. SCL మరియు SDA లు I2C కమ్యూనికేషన్ బస్సు మార్గాలు, ఇవి వరుసగా Arduino Pro మినీ యొక్క A4 మరియు A5 I2C పిన్‌లకు అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి. మాడ్యూల్ పంక్తులలో పుల్ హై రెసిస్టర్‌ను కలిగి ఉన్నందున, వాటిని బాహ్యంగా జోడించాల్సిన అవసరం లేదు.

మేము 8 LED లను ఉపయోగించిన దిశను సూచించడానికి, ఇవన్నీ 470 ఓంల ప్రస్తుత పరిమితి నిరోధకం ద్వారా ఆర్డునో యొక్క GPIO పిన్స్‌తో అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి. కంప్లీట్ సర్క్యూట్ బారెల్ జాక్ ద్వారా 9 వి బ్యాటరీతో శక్తినిస్తుంది. ఈ 9 వి నేరుగా ఆర్డునో యొక్క విన్ పిన్‌కు అందించబడుతుంది, ఇక్కడ ఆర్డునోపై ఆన్-బోర్డ్ రెగ్యులేటర్ ఉపయోగించి 5 వికి నియంత్రించబడుతుంది. ఈ 5 వి అప్పుడు సెన్సార్ మరియు ఆర్డునోలను శక్తివంతం చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

డిజిటల్ కంపాస్ కోసం పిసిబిలను తయారు చేయడం

సర్క్యూట్ యొక్క ఆలోచన 8 LED లను వృత్తాకార పద్ధతిలో ఉంచండి, తద్వారా ప్రతి లెడ్ మొత్తం 8 దిశలను ఉత్తర, ఈశాన్య, తూర్పు, ఆగ్నేయ, దక్షిణ, నైరుతి, పశ్చిమ మరియు వాయువ్య దిశలను సూచిస్తుంది. కాబట్టి వాటిని బ్రెడ్‌బోర్డుపై లేదా పెర్ఫ్ బోర్డ్‌లో చక్కగా అమర్చడం అంత సులభం కాదు. ఈ సర్క్యూట్ కోసం పిసిబిని అభివృద్ధి చేస్తే అది మరింత చక్కగా మరియు ఉపయోగించడానికి సులభం అవుతుంది. కాబట్టి నేను నా పిసిబి డిజైనింగ్ సాఫ్ట్‌వేర్‌ను తెరిచి, ఎల్‌ఈడీలు మరియు రెసిస్టర్‌లను చక్కని వృత్తాకార నమూనాలో ఉంచి, ట్రాక్‌లను కనెక్ట్ చేసి కనెక్షన్‌లను ఏర్పరుచుకున్నాను. నా డిజైన్ పూర్తయినప్పుడు క్రింద ఇలా ఉంది. మీరు క్రింద ఇచ్చిన లింక్ నుండి గెర్బెర్ ఫైల్‌ను కూడా డౌన్‌లోడ్ చేసుకోవచ్చు.

• డిజిటల్ కంపాస్ పిసిబి కోసం గెర్బెర్ ఫైల్‌ను డౌన్‌లోడ్ చేయండి

ఆర్డునో నా పిసిబి దిగువ భాగంలో ఉండాలని కోరుకుంటున్నాను కాబట్టి ఇది నా పిసిబి పైన ఉన్న రూపాన్ని పాడుచేయకుండా ఉండటానికి నేను దీనిని డబుల్ సైడ్ బోర్డుగా రూపొందించాను. మీరు డబుల్ సైడ్ పిసిబికి ఎక్కువ చెల్లించవలసి వస్తుందని మీరు ఆందోళన చెందుతుంటే, నాకు మంచి కొత్త రాకడ వచ్చింది.

ఇప్పుడు, మా డిజైన్ సిద్ధంగా ఉన్నందున వాటిని కల్పించే సమయం వచ్చింది. పిసిబి పూర్తి చేయడం చాలా సులభం, ఈ క్రింది దశలను అనుసరించండి

దశ 1: www.pcbgogo.com లోకి ప్రవేశించండి, ఇది మీ మొదటిసారి అయితే సైన్ అప్ చేయండి. అప్పుడు, పిసిబి ప్రోటోటైప్ టాబ్‌లో మీ పిసిబి యొక్క కొలతలు, పొరల సంఖ్య మరియు మీకు అవసరమైన పిసిబి సంఖ్యను నమోదు చేయండి. నా PCB 80cm × 80cm కాబట్టి టాబ్ ఈ విధంగా కనిపిస్తుంది

దశ 2: కోట్ నౌ బటన్ పై క్లిక్ చేయడం ద్వారా కొనసాగండి. ఉపయోగించిన ట్రాక్ స్పేసింగ్ వంటి పదార్థం అవసరమైతే కొన్ని అదనపు పారామితులను సెట్ చేసే పేజీకి మీరు తీసుకెళ్లబడతారు. అయితే ఎక్కువగా డిఫాల్ట్ విలువలు బాగా పనిచేస్తాయి. ఇక్కడ మనం పరిగణించవలసినది ధర మరియు సమయం మాత్రమే. మీరు చూడగలిగినట్లుగా బిల్డ్ సమయం కేవలం 2-3 రోజులు మాత్రమే మరియు మా PSB కి కేవలం $ 5 మాత్రమే ఖర్చవుతుంది. అప్పుడు మీరు మీ అవసరం ఆధారంగా ఇష్టపడే షిప్పింగ్ పద్ధతిని ఎంచుకోవచ్చు.

దశ 3: చివరి దశ గెర్బెర్ ఫైల్‌ను అప్‌లోడ్ చేసి, చెల్లింపుతో కొనసాగడం. ప్రక్రియ సజావుగా ఉందని నిర్ధారించుకోవడానికి, చెల్లింపుతో కొనసాగడానికి ముందు మీ గెర్బెర్ ఫైల్ చెల్లుబాటులో ఉందో లేదో PCBGOGO ధృవీకరిస్తుంది. ఈ విధంగా మీరు మీ పిసిబి కల్పిత స్నేహపూర్వకమని మరియు నిబద్ధతతో మిమ్మల్ని చేరుతుందని మీరు అనుకోవచ్చు.

పిసిబిని సమీకరించడం

బోర్డు ఆదేశించిన తరువాత, చక్కగా లేబుల్ చేయబడిన బాగా ప్యాక్ చేసిన పెట్టెలో కొరియర్ ఉన్నప్పటికీ, కొన్ని రోజుల తర్వాత అది నాకు చేరుకుంది మరియు ఎప్పటిలాగే పిసిబి యొక్క నాణ్యత అద్భుతంగా ఉంది. మీరు తీర్పు ఇవ్వడానికి దిగువ బోర్డుల యొక్క కొన్ని చిత్రాలను పంచుకుంటున్నాను.

నేను నా టంకం రాడ్‌ను ఆన్ చేసి బోర్డును సమీకరించడం ప్రారంభించాను. పాదముద్రలు, ప్యాడ్‌లు, వియాస్ మరియు సిల్క్‌స్క్రీన్ సరైన ఆకారం మరియు పరిమాణంతో సంపూర్ణంగా ఉన్నందున నాకు బోర్డును సమీకరించడంలో సమస్య లేదు. పెట్టెను అన్ప్యాక్ చేసిన సమయం నుండి కేవలం 10 నిమిషాల్లో బోర్డు సిద్ధంగా ఉంది.

టంకం తరువాత బోర్డు యొక్క కొన్ని చిత్రాలు క్రింద చూపించబడ్డాయి.

ప్రోగ్రామింగ్ ది ఆర్డునో

ఇప్పుడు మా హార్డ్‌వేర్ సిద్ధంగా ఉంది, మన ఆర్డునో బోర్డ్‌లోకి అప్‌లోడ్ చేయాల్సిన ప్రోగ్రామ్‌ను పరిశీలిద్దాం. QMC5883L మాగ్నెటోమీటర్ సెన్సార్ నుండి డేటాను చదివి దానిని డిగ్రీ (0 నుండి 360 వరకు) గా మార్చడం కోడ్ యొక్క ఉద్దేశ్యం. మేము డిగ్రీని తెలుసుకున్న తర్వాత, ఒక నిర్దిష్ట దిశను సూచించే LED ని ఆన్ చేయాలి. ఈ కార్యక్రమంలో నేను ఉపయోగించిన దిశ ఉత్తరం. కాబట్టి మీరు ఎక్కడ ఉన్నా మీ బోర్డులో ఒక ఎల్‌ఈడీ మాత్రమే ప్రకాశిస్తుంది మరియు ఎల్‌ఈడీ దిశ ఉత్తర దిశను సూచిస్తుంది. ఒకసారి మరొక దిశను లెక్కించగలిగితే ఒక దిశ అంటారు.

ఈ డిజిటల్ కంపాస్ ప్రాజెక్ట్ కోసం పూర్తి కోడ్ ఈ పేజీ చివరిలో చూడవచ్చు. లైబ్రరీని చేర్చిన తర్వాత మీరు దాన్ని నేరుగా మీ బోర్డులో అప్‌లోడ్ చేయవచ్చు మరియు మీరు వెళ్ళడానికి సిద్ధంగా ఉన్నారు. కానీ, మీరు తెలుసుకోవాలనుకుంటే