Maklike harde en sagte yster magnetometer kalibrasie: 6 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

As u stokperdjie RC, drones, robotika, elektronika, augment reality of iets dergeliks is, dan sal u die taak van magnetometer kalibrasie vroeër of later ontmoet. Enige magnetometer -module moet gekalibreer word, omdat die meting van magnetiese veld onderworpe is aan 'n paar verdraaiings. Daar is twee soorte van hierdie verwringings: die harde ystervervormings en die sagte ystervervormings. Die teorie oor hierdie verdraaiings kan u hier vind. Om die akkurate metings te kry, moet u die magnetometer kalibreer vir harde en sagte ystervervormings. Hierdie instruksies beskryf die maklike manier om dit te doen.

Stap 1: goed wat u benodig

Hardeware:

• HMC5883L magnetometer module
• Arduino Mega 2560 bord

*Maar u kan hierdie instruksies maklik aanneem vir 'n ander magnetometer -module of arduino -bord.

Sagteware:

• MagMaster
• MagViewer

Firmware:

Arduino Skets

*Hierdie skets is geskryf vir die HMC5883L -module, maar u kan dit maklik vir u module aanneem.

Ander:

• Papier boks
• Broodbord
• Drade

Stap 2: Maak die kalibrasieboks

Vir die kalibrasieproses moet u 'n spesiale kalibrasieboks maak (prent 2.1). Hiervoor het ek 'n kartondoos gebruik, maar u kan ook 'n plastiekboks, 'n houtstaaf of iets anders gebruik. U moet die magnetometer -module by die boks (byvoorbeeld met gom) aansluit, soos in die prent 2.1 getoon. Op die voorkant van die boks moet u die koördinaatstelsel teken volgens die koördinaatstelsel van die magnetometer -module.

Stap 3: Elektriese aansluiting

Koppel die magnetometermodule en die arduino -bord soos in die prent 3.1. Let daarop dat die voedingsspanning van die magnetometer-module 3, 3 V kan wees (soos in my geval met die weergawe HMC5883L GY-273).

Stap 4: Installeer die sagteware en firmware

Laai die sagteware en firmware hier af. Hierdie argief bevat lêers:

• MagMaster.exe - die kalibrasieprogram van die magnetometer
• MagViewer.exe - die visualiseringsprogram van die magnetometermetings
• Arduino_Code - die arduino -skets vir die kalibrasieproses
• Arduino_Test_Results - die arduino -skets vir die toets van kalibrasie -resultate
• Arduino_Radius_Stabilisation - die arduino -skets vir die toets van kalibrasie -resultate met sfeerradius -stabiliseringsalgoritme
• MagMaster -lêers en MagViewer -lêers - die stelsellêers vir MagMaster.exe en MagViewer.exe

Kopieer al hierdie lêers na enige gids. Laai die "Arduino_Code" -skets op die arduino -bord. Hierdie arduino -skets vereis die HMC5883L -biblioteek, kopieer die gids "HMC5883L" (geplaas in die "Arduino_Code" -gids) na die gids "C: / Program Files / Arduino / libraries" voordat u die skets oplaai.

Stap 5: Kalibrasie

Inleiding

Kalibrasie van magnetometer is die proses om die transformasiematriks en vooroordeel te kry.

Om die gekalibreerde metings van die magnetiese veld te kry, moet u hierdie transformasiematriks en vooroordeel in u program gebruik. In u algoritme moet u die vooroordeel op die vektor van nie -gekalibreerde magnetometer data (X, Y, Z koördinate) toepas en dan die transformasiematriks vermenigvuldig met die resulterende vektor (prent 5.4). Die C -algoritme van hierdie berekeninge vind u in die sketse "Arduino_Test_Results" en "Arduino_Radius_Stabilization".

Kalibrasieproses

Begin MagMaster.exe en kies die seriële poort van die arduino -bord. Die groen snare in die programvenster dui die koördinate van die magnetometervektor aan (prent 5.1).

Plaas die magnetometer module (kalibrasie boks met aangehegte magnetometer module) soos aangedui op die foto 5.2.1 en klik op die "Point 0" knoppie van die "Axis X+" groep. Let daarop dat die kalibrasieboks nie relatief tot vaste horisontale vlak stilstaan nie. Plaas dan die magnetometer soos aangedui op die foto 5.2.2 en klik op die "Point 180" -knoppie van die "Axis X+" groepsbus, ens. U moet op die volgende manier doen (sien prent 5.3 ook):

• Prent 5.2.1: "Punt 0", "As X+"
• Prent 5.2.2: "Punt 180", "As X+"
• Prent 5.2.3: "Punt 0", "As X-"
• Prent 5.2.4: "Punt 180", "As X-"
• Prent 5.2.5: "Punt 0", "As Y+"
• Prent 5.2.6: "Punt 180", "As Y+"
• Prent 5.2.7: "Punt 0", "As Y-"
• Prent 5.2.8: "Punt 180", "As Y-"
• Foto 5.2.9: "Punt 0", "As Z+"
• Prent 5.2.10: "Punt 180", "As Z+"
• Prent 5.2.11: "Punt 0", "As Z-"
• Prent 5.2.12: "Punt 180", "As Z-"

U moet die tafel vul. Klik daarna op "Bereken transformasiematriks en vooroordeel" en kry die transformasiematriks en vooroordeel (prent 5.3).

Die transformasiematriks en vooroordeel is reg! Die kalibrasie is voltooi!

Stap 6: Toets en visualisering

Die visualisering van die nie -gekalibreerde metings

Laai die "Arduino_Code" -skets op die arduino -bord. Begin die MagViewer.exe, kies die seriële poort van die arduino -bord (die boud -tempo van die seriële poort moet 9600 bps wees) en klik op "Run MagViewer". Nou kan u die koördinate van die magnetometer-datavektor in 3D-ruimte in real-time sien (prent 6.1, video 6.1, 6.2). Hierdie metings is nie gekalibreer nie.

Die visualisering van die gekalibreerde metings

Wysig die "Arduino_Radius_Stabilization" -skets, vervang die standaard transformasiematriks en vooroordeeldata deur u verkry tydens kalibrasie -data (u transformasiematriks en vooroordeel). Laai die skets "Arduino_Radius_Stabilization" op die arduino -bord. Begin die MagViewer.exe, kies die seriële poort (die boud -tempo is 9600 bps), klik op "Run MagViewer". Nou kan u die geykte metings in 3D-ruimte intyds sien (prent 6.2, video 6.3, 6.4).

Deur hierdie sketse te gebruik, kan u die algoritme vir u magnetometerprojek maklik met gekalibreerde metings skryf!