एलईडी कम्पास और अल्टीमीटर: 7 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

एलईडी वाली वस्तुएं मुझे हमेशा आकर्षित करती हैं। इसलिए यह परियोजना लोकप्रिय डिजिटल कंपास सेंसर HMC5883L को 48 LED के साथ संयोजित करने की है। एल ई डी को एक सर्कल में रखकर एलईडी जो प्रकाश है वह दिशा है जिस दिशा में आप जा रहे हैं। प्रत्येक 7.5 डिग्री एक नई एलईडी चलाएगा जो विस्तृत परिणाम देता है।

GY-86 बोर्ड MS5611 बैरोमेट्रिक प्रेशर सेंसर भी प्रदान करता है। इस सेंसर की मदद से ऊंचाई की गणना करना संभव है। उच्च रिज़ॉल्यूशन के कारण यह altimeters के लिए एकदम सही है।

GY-86 बोर्ड पर MPU6050 सेंसर में 3-अक्ष एक्सेलेरोमीटर और 3-अक्ष गायरोस्कोप दोनों हैं। जाइरोस्कोप समय के साथ कोणीय स्थिति के वेग को माप सकता है। एक्सेलेरोमीटर गुरुत्वाकर्षण त्वरण को माप सकता है और त्रिकोणमिति गणित का उपयोग करके उस कोण की गणना करना संभव है जिस पर सेंसर स्थित है। एक्सेलेरोमीटर और जायरोस्कोप डेटा को मिलाकर सेंसर ओरिएंटेशन के बारे में जानकारी प्राप्त करना संभव है। इसका उपयोग HMC5883L कंपास (करने के लिए) के झुकाव मुआवजे के लिए किया जा सकता है।

इस निर्देश में लघु निर्देश वीडियो विस्तार से बताएंगे कि यह कैसे काम करता है। अंशांकन प्रक्रियाएं स्वचालित हैं इसलिए सफलता की गारंटी है। तापमान सेल्सियस (डिफ़ॉल्ट) या फ़ारेनहाइट में उपलब्ध है।

मज़े करो !!

चरण 1: अल्टीमीटर

अल्टीमीटर MS5611 बैरोमेट्रिक प्रेशर सेंसर का उपयोग करता है। वायुमंडलीय दबाव की माप के आधार पर ऊंचाई निर्धारित की जा सकती है। ऊंचाई जितनी अधिक होगी, दबाव उतना ही कम होगा। स्टार्टअप पर, altimeter १०१३.२५ एमबार के डिफ़ॉल्ट समुद्र-स्तर के दबाव का उपयोग करता है। पिन 21 पर बटन दबाने से आपके स्थान का दबाव संदर्भ के रूप में उपयोग किया जाएगा। इस तरह यह लगभग मापना संभव बनाता है कि किसी चीज की ऊंचाई कितनी है (जैसे कार के साथ चढ़ाई करते समय)।

इस परियोजना में तथाकथित "हाइपोमेट्रिक फॉर्मूला" का उपयोग किया जाता है। यह सूत्र माप की क्षतिपूर्ति के लिए तापमान का उपयोग करता है।

फ्लोट ऑल्ट = ((पाउफ (स्रोत / ((फ्लोट) पी / 100.0), 0.19022256) - 1.0) * ((फ्लोट) टीईएमपी / 100 + 273.15)) / 0.0065;

आप यहां हाइपोमेट्रिक सूत्र के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं:

हाइपोमेट्रिक सूत्र

फ़ैक्टरी कैलिब्रेशन डेटा और सेंसर तापमान को MS5611 सेंसर से पढ़ा जाता है और सबसे सटीक माप प्राप्त करने के लिए कोड पर लागू किया जाता है। परीक्षण के दौरान मैंने पाया कि MS5611 सेंसर वायु-प्रवाह और प्रकाश की तीव्रता में अंतर के लिए संवेदनशील है। इस निर्देश वीडियो की तुलना में बेहतर परिणाम प्राप्त करना संभव होना चाहिए।

चरण 2: भाग

1 एक्स माइक्रोचिप 18f26k22 माइक्रोकंट्रोलर 28-पिन पीडीआईपी

3 x MCP23017 16-बिट I/O विस्तारक 28-पिन SPDIP

48 x एलईडी का 3 मिमी

MS5611, HMC5883L और MPU6050 सेंसर के साथ 1 x GY-86 मॉड्यूल

1 x SH1106 OLED 128x64 I2C

1 एक्स सिरेमिक कैपेसिटर 100nF

1 x १०० ओम रोकनेवाला

चरण 3: सर्किट आरेख और पीसीबी

सब कुछ एक तरफा पीसीबी पर फिट बैठता है। यहां ईगल और गेरबर फाइलें खोजें ताकि आप इसे स्वयं बना सकें या पीसीबी निर्माता से पूछ सकें।

मैं अपनी कार में एलईडी कम्पास और अल्टीमीटर का उपयोग करता हूं और बिजली की आपूर्ति के रूप में ओबीडी 2 इंटरफेस का उपयोग करता हूं। माइक्रोकंट्रोलर कनेक्टर में एकदम फिट बैठता है।

चरण 4: ईगल पीसीबी डिजाइन सॉफ्टवेयर के साथ सेकंड में एक सर्कल में एलईडी को पूरी तरह से कैसे संरेखित करें?

आपको ईगल पीसीबी डिजाइन सॉफ्टवेयर में यह वास्तव में अच्छी सुविधा देखनी चाहिए जो आपको काम के घंटे बचाती है। इस ईगल फीचर के साथ आप एल ई डी को सेकंड में एक सर्कल में पूरी तरह से संरेखित कर सकते हैं।

बस "फाइल" टैब पर क्लिक करें और फिर "यूएलपी चलाएं"। यहां से "cmd-draw.ulp" पर क्लिक करें। "मूव", "डिग्री स्टेप" और "सर्कल" चुनें। "नाम" फ़ील्ड में पहली एलईडी का नाम भरें। "X केंद्र समन्वय" और "Y केंद्र समन्वय" फ़ील्ड पर ग्रिड पर वृत्त के केंद्र के निर्देशांक सेट करें। इस परियोजना में 48 एलईडी हैं इसलिए 360 को 48 से विभाजित करके "एंगल स्टेप" क्षेत्र के लिए 7.5 बनाता है। इस वृत्त की त्रिज्या 1.4 इंच है। एंटर दबाएं और आपके पास एल ई डी का एक आदर्श चक्र है।

चरण 5: कम्पास अंशांकन प्रक्रिया

HMC5883L में 12 बिट ADC शामिल है जो 1 से 2 डिग्री सेल्सियस कंपास हेडिंग सटीकता को सक्षम बनाता है। लेकिन इससे पहले कि यह प्रयोग करने योग्य डेटा दे, इसे कैलिब्रेट करने की आवश्यकता है। इस परियोजना को सुचारू रूप से चलाने और सुचारू रूप से चलाने के लिए यह अंशांकन विधि है जो x- और y ऑफसेट प्रदान करती है। यह सबसे परिष्कृत तरीका नहीं है लेकिन यह इस परियोजना के लिए पर्याप्त है। इस प्रक्रिया में आपको केवल कुछ मिनट लगेंगे और आपको अच्छे परिणाम मिलेंगे।

इस सॉफ़्टवेयर को लोड करने और चलाने से आपको इस अंशांकन प्रक्रिया में मार्गदर्शन मिलेगा। OLED डिस्प्ले आपको बताएगा कि प्रोसेस कब शुरू होगी और कब खत्म होगी। यह अंशांकन प्रक्रिया आपको सेंसर को बिल्कुल सपाट (जमीन से क्षैतिज) रखते हुए 360 डिग्री चालू करने के लिए कहेगी। इसे ट्राइपॉड या ऐसी ही किसी चीज़ पर माउंट करें। इसे हाथ में पकड़कर करने से काम नहीं चलता। अंत में ऑफसेट को OLED पर पेश किया जाएगा। यदि आप इस प्रक्रिया को कई बार चलाते हैं तो आपको लगभग समान परिणाम देखने चाहिए।

वैकल्पिक रूप से, एकत्रित डेटा RS232 के माध्यम से पिन 27 (9600 बॉड) के माध्यम से भी उपलब्ध है। बस पुट्टी जैसे टर्मिनल प्रोग्राम का उपयोग करें और लॉग फ़ाइल में सभी डेटा एकत्र करें। यह डेटा एक्सेल में आसानी से आयात किया जा सकता है। यहां से आप अधिक आसानी से देख सकते हैं कि आपके HMC5883L का ऑफसेट कैसा दिखता है।

ऑफसेट को माइक्रोकंट्रोलर के EEPROM में रखा जाता है। इन्हें कंपास और अल्टीमीटर सॉफ्टवेयर के स्टार्टअप पर लोड किया जाएगा जो आपको चरण 7 में मिलेगा।

चरण 6: अपने स्थान की चुंबकीय गिरावट की भरपाई करें

एक चुंबकीय उत्तर और एक भौगोलिक उत्तर (उत्तरी ध्रुव) है। आपका कंपास पृथ्वी की चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं का अनुसरण करेगा इसलिए चुंबकीय उत्तर की ओर इंगित करें। चुंबकीय उत्तर और भौगोलिक उत्तर के बीच के अंतर को चुंबकीय गिरावट कहा जाता है। मेरे स्थान पर गिरावट केवल १ डिग्री और २२ मिनट है इसलिए इसकी भरपाई करने लायक नहीं है। अन्य स्थानों पर यह गिरावट 30 डिग्री तक हो सकती है।

अपने स्थान पर चुंबकीय झुकाव का पता लगाएं

यदि आप इसकी भरपाई करना चाहते हैं (वैकल्पिक है) तो आप माइक्रोकंट्रोलर के EEPROM में गिरावट (डिग्री और मिनट) जोड़ सकते हैं। स्थान 0x20 पर आप डिग्री को हस्ताक्षरित हेक्साडेसिमल रूप में जोड़ सकते हैं। यह हस्ताक्षरित है क्योंकि यह एक नकारात्मक घोषणा भी हो सकती है। 0x21 स्थान पर आप मिनटों को हेक्साडेसिमल रूप में भी जोड़ सकते हैं।

चरण 7: कोड संकलित करें

इस स्रोत कोड को संकलित करें और अपने माइक्रोकंट्रोलर को प्रोग्राम करें। यह कोड C99 मोड में MPLABX IDE v5.20 और XC8 कंपाइलर v2.05 के साथ सही संकलित करता है (इसलिए C99 निर्देशिका शामिल करें)। इसके अलावा हेक्स फ़ाइल उपलब्ध है ताकि आप संकलन प्रक्रिया को छोड़ सकें। सुनिश्चित करें कि आपने कैलिब्रेशन डेटा (चरण 5 देखें) को अधिलेखित होने से रोकने के लिए "EEPROM डेटा सक्षम" चेकबॉक्स को अनचेक किया है। अपने प्रोग्रामर को 3.3 वोल्ट पर सेट करें!

पिन 27 को जमीन से जोड़ने पर आपको फारेनहाइट में तापमान मिलता है।

अचिम डोबलर को उनके µGUI ग्राफिक लाइब्रेरी के लिए धन्यवाद

सेंसर प्रतियोगिता में उपविजेता