आसान हार्ड और सॉफ्ट आयरन मैग्नेटोमीटर कैलिब्रेशन: 6 चरण (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

यदि आपका शौक आरसी, ड्रोन, रोबोटिक्स, इलेक्ट्रॉनिक्स, संवर्धित वास्तविकता या इसी तरह का है तो देर-सबेर आप मैग्नेटोमीटर कैलिब्रेशन के कार्य को पूरा करेंगे। किसी भी मैग्नेटोमीटर मॉड्यूल को कैलिब्रेट किया जाना चाहिए, क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र की माप कुछ विकृतियों के अधीन होती है। ये विकृतियाँ दो प्रकार की होती हैं: कठोर लोहे की विकृतियाँ और नरम लोहे की विकृतियाँ। इन विकृतियों के बारे में सिद्धांत आप यहां पा सकते हैं। सटीक माप प्राप्त करने के लिए आपको हार्ड और सॉफ्ट आयरन विकृतियों के लिए मैग्नेटोमीटर को कैलिब्रेट करना चाहिए। यह निर्देश योग्य आसान तरीका बताता है कि इसे कैसे किया जाए।

चरण 1: सामान जो आपको चाहिए

हार्डवेयर:

• HMC5883L मैग्नेटोमीटर मॉड्यूल
• अरुडिनो मेगा 2560 बोर्ड

* लेकिन आप इस निर्देश को किसी अन्य मैग्नेटोमीटर मॉड्यूल या आर्डिनो बोर्ड के लिए आसानी से अपना सकते हैं।

सॉफ्टवेयर:

• मैगमास्टर
• मैगव्यूअर

फर्मवेयर:

अरुडिनो स्केच

*यह स्केच HMC5883L मॉड्यूल के लिए लिखा गया है, लेकिन आप इसे आसानी से अपने मॉड्यूल के लिए अपना सकते हैं।

अन्य:

• कागज बॉक्स
• ब्रेड बोर्ड
• तारों

चरण 2: अंशांकन बॉक्स बनाना

अंशांकन प्रक्रिया के लिए आपको विशेष अंशांकन बॉक्स बनाना चाहिए (चित्र २.१)। इसे बनाने के लिए मैंने एक कागज़ के डिब्बे का इस्तेमाल किया है, लेकिन आप प्लास्टिक की, लकड़ी की पट्टी या कुछ और भी इस्तेमाल कर सकते हैं। आपको मैग्नेटोमीटर मॉड्यूल को बॉक्स के साथ जोड़ना चाहिए (उदाहरण के लिए गोंद के साथ) जैसा कि चित्र 2.1 में दिखाया गया है। बॉक्स के चेहरों पर आपको मैग्नेटोमीटर मॉड्यूल की समन्वय प्रणाली के अनुसार समन्वय प्रणाली खींचनी चाहिए।

चरण 3: विद्युत कनेक्शन

चित्र 3.1 में दिखाए अनुसार मैग्नेटोमीटर मॉड्यूल और आर्डिनो बोर्ड को कनेक्ट करें। ध्यान दें कि मैग्नेटोमीटर मॉड्यूल की आपूर्ति वोल्टेज 3, 3 V हो सकती है (जैसा कि मेरे मामले में HMC5883L GY-273 संस्करण के साथ है)।

चरण 4: सॉफ्टवेयर और फर्मवेयर स्थापित करना

सॉफ्टवेयर और फर्मवेयर यहां डाउनलोड करें। इस संग्रह में फाइलें हैं:

• MagMaster.exe - मैग्नेटोमीटर कैलिब्रेशन प्रोग्राम
• MagViewer.exe - मैग्नेटोमीटर मापन विज़ुअलाइज़ेशन प्रोग्राम
• Arduino_Code - अंशांकन प्रक्रिया के लिए arduino स्केच
• Arduino_Test_Results - अंशांकन परिणामों के परीक्षण के लिए arduino स्केच
• Arduino_Radius_Stabilisation - क्षेत्र त्रिज्या स्थिरीकरण एल्गोरिथ्म के साथ अंशांकन परिणामों के परीक्षण के लिए arduino स्केच
• MagMaster फ़ाइलें और MagViewer फ़ाइलें - MagMaster.exe और MagViewer.exe के लिए सिस्टम फ़ाइलें

इन सभी फाइलों को किसी भी फोल्डर में कॉपी कर लें। Arduino बोर्ड पर "Arduino_Code" स्केच अपलोड करें। इस arduino स्केच को HMC5883L लाइब्रेरी की आवश्यकता है, स्केच अपलोड करने से पहले "HMC5883L" ("Arduino_Code" फ़ोल्डर में रखा गया) फ़ोल्डर को "C: / Program Files / Arduino / लाइब्रेरी" फ़ोल्डर में कॉपी करें।

चरण 5: अंशांकन

परिचय

मैग्नेटोमीटर का अंशांकन रूपांतरण मैट्रिक्स और पूर्वाग्रह प्राप्त करने की प्रक्रिया है।

चुंबकीय क्षेत्र के कैलिब्रेटेड माप प्राप्त करने के लिए आपको अपने कार्यक्रम में इन परिवर्तन मैट्रिक्स और पूर्वाग्रह का उपयोग करना चाहिए। अपने एल्गोरिदम में आपको गैर कैलिब्रेटेड मैग्नेटोमीटर डेटा (एक्स, वाई, जेड निर्देशांक) के वेक्टर पर पूर्वाग्रह लागू करना चाहिए और फिर इस परिणामी वेक्टर (चित्र 5.4) द्वारा परिवर्तन मैट्रिक्स को गुणा करना चाहिए। इन गणनाओं का सी एल्गोरिथ्म आप "Arduino_Test_Results" और "Arduino_Radius_Stabilization" रेखाचित्रों में पा सकते हैं।

अंशांकन प्रक्रिया

MagMaster.exe चलाएँ और arduino बोर्ड के सीरियल पोर्ट का चयन करें। प्रोग्राम विंडो पर हरे रंग के तार मैग्नेटोमीटर वेक्टर के निर्देशांक को इंगित करते हैं (चित्र 5.1)।

चित्र 5.2.1 में दिखाए अनुसार मैग्नेटोमीटर मॉड्यूल (संलग्न मैग्नेटोमीटर मॉड्यूल के साथ कैलिब्रेशन बॉक्स) रखें और "एक्सिस एक्स+" ग्रुपबॉक्स के "प्वाइंट 0" बटन पर क्लिक करें। ध्यान दें कि अंशांकन बॉक्स स्थिर क्षैतिज तल के लिए अपेक्षाकृत स्थिर नहीं है। फिर मैग्नेटोमीटर रखें जैसा कि चित्र 5.2.2 में दिखाया गया है और "एक्सिस एक्स+" ग्रुपबॉक्स के "प्वाइंट 180" बटन पर क्लिक करें और इसी तरह। आपको निम्नलिखित तरीके से करना चाहिए (चित्र 5.3 भी देखें):

• चित्र 5.2.1: "प्वाइंट 0", "एक्सिस एक्स+"
• चित्र 5.2.2: "प्वाइंट 180", "एक्सिस एक्स+"
• चित्र 5.2.3: "प्वाइंट 0", "एक्सिस एक्स-"
• चित्र 5.2.4: "प्वाइंट 180", "एक्सिस एक्स-"
• चित्र 5.2.5: "बिंदु 0", "अक्ष Y+"
• चित्र 5.2.6: "प्वाइंट 180", "एक्सिस वाई+"
• चित्र 5.2.7: "प्वाइंट 0", "एक्सिस वाई-"
• चित्र 5.2.8: "प्वाइंट 180", "एक्सिस वाई-"
• चित्र 5.2.9: "प्वाइंट 0", "एक्सिस जेड+"
• चित्र 5.2.10: "प्वाइंट 180", "एक्सिस जेड+"
• चित्र 5.2.11: "प्वाइंट 0", "एक्सिस जेड-"
• चित्र 5.2.12: "प्वाइंट 180", "एक्सिस जेड-"

आपको टेबल भरना चाहिए। उसके बाद "कैलकुलेट ट्रांसफॉर्मेशन मैट्रिक्स एंड बायस" पर क्लिक करें और ट्रांसफॉर्मेशन मैट्रिक्स और बायस प्राप्त करें (चित्र 5.3)।

परिवर्तन मैट्रिक्स और पूर्वाग्रह मिल गए हैं! अंशांकन पूरा हो गया है!

चरण 6: परीक्षण और विज़ुअलाइज़ेशन

गैर कैलिब्रेटेड माप विज़ुअलाइज़ेशन

Arduino बोर्ड पर "Arduino_Code" स्केच अपलोड करें। MagViewer.exe चलाएँ, arduino बोर्ड के सीरियल पोर्ट का चयन करें (सीरियल पोर्ट की बॉड दर 9600 bps होनी चाहिए) और "Run MagViewer" पर क्लिक करें। अब आप वास्तविक समय (चित्र ६.१, वीडियो ६.१, ६.२) पर ३डी अंतरिक्ष में मैग्नेटोमीटर डेटा वेक्टर के निर्देशांक देख सकते हैं। ये माप गैर कैलिब्रेटेड हैं।

कैलिब्रेटेड माप विज़ुअलाइज़ेशन

"Arduino_Radius_Stabilization" स्केच को संपादित करें, अंशांकन डेटा (आपके परिवर्तन मैट्रिक्स और पूर्वाग्रह) के दौरान प्राप्त किए गए डिफ़ॉल्ट परिवर्तन मैट्रिक्स और पूर्वाग्रह डेटा को बदलें। Arduino बोर्ड पर "Arduino_Radius_Stabilization" स्केच अपलोड करें। MagViewer.exe चलाएँ, सीरियल पोर्ट चुनें (बाउड दर 9600 bps है), "MagViewer चलाएँ" पर क्लिक करें। अब आप वास्तविक समय में 3डी स्पेस में कैलिब्रेटेड माप देख सकते हैं (चित्र 6.2, वीडियो 6.3, 6.4)।

इन रेखाचित्रों का उपयोग करके आप कैलिब्रेटेड माप के साथ अपने मैग्नेटोमीटर प्रोजेक्ट के लिए एल्गोरिथम को आसानी से लिख सकते हैं!