Магнитометр своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 04.10.2024

Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal

З.Ы.:Кстати, не знаю какую метку ставить. Подскажите.

Первые две ссылки, выдаваемые мне яндексом, ведут на сайт фирмы, торгующей системами охранной сигнализации, и на сайт сотрудника ИЗМИРАНа, вроде не фрика.

Извиняюсь.

Про это я не подумал )) "Ну Семён Семёныч. " (с)

Оооооо.

Это ссылочго мне как раз в тему. Спасибо.
Вот только гдеб найти схемку нормального магнитометра, шоб не просто направления вектора магн. индукции показывал или приблизительный уровень этой индукции, но и чтобы все измерительные дела там (АЦП и т.д.).
Заранее признателен.

Эти микросхемы направления не показывают. я как-то сделал индикатор из датчика холла.

Не дочитал есть цифровые, трехкомпонентные .
я то делал простенький на 100 Э
+ цифровой индикатор с аналоговый входом. + усилитель и потенциометры на ноль и диапазон
При случае могу поставить другую микросхему на 2500 Э (если конечно найду в столе)
они не дорогие - комплект в пределах 1000 р.

Если я правильно понял, то уже есть готовые схемки на основе датчика Холла? Просто к ней нужно питание, цифровой или стрелочный индикатор, усилитель и потенциометр на выставление ноля?
Или таки нужно схемку самому ваять+к ней все остальные причиндалы?
Эх, мне ещё учиться и учиться. ))
1000 руб. вполне по силам. Правда, придёться выделять из своей зарплаты (не шибко здоровой). Но, наука, как гриццо, требует жертв. ))

Давайте так. вы опишите задачу, а я нарисую схемок пару-другую .
с комплектующими проблем особых нет, если у вас в городе нет могут прислать.

Добрый день!Коллеги ,откликнитесь кто использует данные приборы для поиска,нужен совет..Есть место ,сегодня ездил смотрел;заросли ,бурелом , сухары навалило. У кого какие мысли ,чем определить аномалию .Глубинником не махнуть . Хотел магнитометром. может у кого то другие способы есть ,желательно бюджетные.Не сочтите за труд отзовитесь.

..магнитометр подходит для поиска Курской магнитной аномалии или Тунгусского метеорита..
..вы то, что собираетесь искать.

Кому не спится в ночь глухую?
Это вам надо на форум альтернативной энергетики. Из простейшего можете собрать магнитометр Шалатова. А если есть доступ к ацп, тогда магнитометр Александра Дорохова на тиратроне.

Спасибо за ответы!Собираюсь искать схрон;всё что было в доме ценное спрятали ,есть и железные предметы.Выкопали яму ,всё сложили ,перекрыли брёвнами..Думаю на железные предметы магнитометр должен реагировать..Или посоветуйте ещё чем найти.

На счет схронов не знаю - вряд ли там будет много металла, а вот пустоты в земле, водоносные источники может быть. Еще применяют лозоходство, угловые рамки и маятник с кольцом над картой местности.

Ходить там трудно местами ,деревья поваленные ели толстые сухары ..много..А на счёт железа . есть там. точно!

Была статья, что нашли танк, при помощи магнитометра, глубина более 5м, вот, нашел насчет 3,5м, эту статью , за 5м читал много лет назад. .
И есть датчики Холла, что способны обнаружить 10г неодимовый магнит через 2 метровую кирпичную стенку.

И есть датчики Холла, что способны обнаружить 10г неодимовый магнит через 2 метровую кирпичную стенку.

Там целая теория, просто не раскачаешь, в магнитном поле заряженные частицы меняют направление, (так, кстати изучали адьфа и бетта излучение) И на этом принципе работает прибор. Есть аналоговые датчики, вот они и работают в измерителях слабых магнитных полей.

Коммуникативный педагогический тренинг: способы взаимодействия с разными категориями учащихся

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

Как самому сделать вариометр (магнитометр)

Можно ли самому следить за возмущениями магнитного поля Земли? Ответ очевиден - да, можно, и проще всего для этого регулярно просматривать данные ближайшей магнитной обсерватории в сети Интернет. Ну а если у Вас нет рядом компьютера и сети Интернет, и Вы живете в том регионе России, где рядом нет магнитной обсерватории, Вы можете сами сделать устройство, которое поможет Вам судить о состоянии магнитного поля Земли. Вдобавок к бытовому термометру и барометру, компас может быть таким же простым и полезным устройством для фиксации возмущений магнитного поля Земли. Не пытайтесь увидеть, как стрелка компаса мечется во время магнитной бури – эта картина на совести авторов художественных произведений. Одна из самых больших магнитных бурь за последние 100 лет на широте Москвы наблюдалась в октябре 2003 года – максимальное отклонение в горизонтальной составляющей достигало величины около 2000 нТл, что при величине самой компоненты Н в 17000 нТл составляет всего 10 %. С учетом того, что такое изменение длится единицы и десятки минут – т.е. сам процесс изменения магнитного поля достаточно медленный – Вам нужно не отводить взгляд от стрелки компаса не менее 15 минут, чтобы заметить такое отклонение. Понятно, что поймать такой момент практически невозможно, не имея системы непрерывной регистрации вариаций магнитного поля. Следует иметь ввиду, что регулярная солнечно-суточная вариация при спокойном поле составляет величину в пределах 30-40 нТл, т.е. 0,05 %, при средних магнитных бурях отклонение составляет 200-300 нТл, т.е. около 0,5 %. Отсюда ясно, что прибор для наблюдения за возмущениями магнитного поля должен представлять собой достаточно чувствительный датчик с электронной регистрацией.

Из приведенных сведений можно прийти к заключению, что информация о возмущениях магнитного поля Земли можно получить их многих источников, вплоть до того, что самому вести наблюдения. Понятно, что такие наблюдения будут уступать профессиональным магнитным обсерваториям, но для целей любительских или для образовательных проектов такой подход вполне оправдан.

Краткое описание документа:

подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

Курс добавлен 23.11.2021
Сейчас обучается 56 человек из 27 регионов

Курс повышения квалификации

Авторская разработка онлайн-курса

Курс добавлен 02.12.2021
Сейчас обучается 77 человек из 38 регионов

ЗП до 91 000 руб.
Гибкий график
Удаленная работа

Дистанционные курсы для педагогов

Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов

Мозг помогает человеку достаточно хорошо ориентироваться в окружающем пространстве. К сожалению, у роботов человеческого мозга нет, поэтому им нужно каким-либо другим образом "чувствовать" свое направление движения чтобы они могли автономно передвигаться по новой для них местности. Для преодоления этой проблемы роботы используют множество разнообразных датчиков, однако чаще всего для этой цели используется магнитометр, который может информировать робота в каком направлении он передвигается (или развернут лицом). Это помогает роботу не только чувствовать направление движения, но и давать ему команды для поворота на заранее определенный угол или в определенном направлении.

В этой статье мы рассмотрим как работает магнитометр и как его подключить к плате Arduino. На основе магнитометра и платы Arduino мы спроектируем цифровой компас, на котором горящий светодиод будет указывать направление на север. Схему компаса мы распаяли на печатной плате, изготовленной в компании PCBGOGO.

Необходимые компоненты

Плата Arduino Pro mini (купить на AliExpress).
Магнитометр (Magnetometer sensor) HMC5883L (купить на AliExpress).
Светодиоды – 8 шт. (купить на AliExpress).
Резисторы 470 Ом – 8 шт. (купить на AliExpress).
Разъем типа Barrel Jack.
Изготовленная печатная плата.
FTDI программатор.
Компьютер/ноутбук.

Что такое магнитометр и как он работает

Надеемся, что слово магнитометр не ассоциируется у вас с мутантом по имени "Магнето" из популярной киноэпопеи "Люди Х" – но он там был реально крут, не правда ли? ))

На самом деле магнитометр представляет собой устройство, которое может ощущать ("чувствовать") магнитные полюса Земли и указывать направление к ним. Все мы знаем что Земля представляет собой огромный сферический магнит с северным и южным полюсами. Естественно, этот огромный магнит создает магнитное поле. Магнитометр улавливает (ощущает) это магнитное поле и на основании направления этого магнитного поля он может определять направление (в котором мы смотрим или развернуты лицом).

Как работает датчик (магнитометр) HMC5883L

Датчик (магнитометр) HMC5883L содержит в своем составе микросхему HMC5883L от компании Honeywell. Эта микросхема содержит внутри себя 3 магниторезистивных материала, которые упорядочены (ориентированы) по осям x, y и z. Количество тока, протекающего через эти материалы, чувствительно к магнитному полю Земли. То есть, измеряя изменения в токе, протекающем через эти материалы, мы можем обнаруживать изменения в магнитном поле Земли. В дальнейшем эти изменения можно передать любому микроконтроллеру (например, плате Arduino) по протоколу I2C.

Поскольку показания данного датчика основаны на величине магнитного поля, то на них в значительной степени будут влиять расположенные рядом металлические предметы. Поэтому иногда данные датчики используются в детекторах металла. Но если вы будете использовать магнитометр в составе компаса следите чтобы рядом с ним не было крупных металлических предметов, иначе показания компаса будут неправильными – надеюсь, все помнят фильм про пятнадцатилетнего капитана и как его обманули с показаниями компаса.

Разница между HMC5883L и QMC5883L

Некоторые поставщики радиодеталей продают датчики QMC5883L (они изготавливаются той же самой компанией Honeywell) вместо HMC5883L поскольку QMC5883L стоят дешевле. Печальная новость здесь состоит в том, что работа этих двух датчиков немного отличается и один и тот же программный код не будет работать с обоими этими датчиками. Поэтому и адрес в протоколе I2C у них будет различный. Код программы, приведенный в нашей статье, будет работать только с QMC5883L – он более дешевый и его проще достать.

Чтобы узнать какая модель датчика у вас, HMC5883L или QMC5883L, посмотрите поближе что на нем написано. Если на нем написано что то вроде L883, то это HMC58836L, а если написано что то вроде DA5883, то это QMC5883L. Внешний вид обоих этих модулей показан на следующем рисунке.

Работа схемы

Схема цифрового компаса на основе платы Arduino и магнитометра HMC5883L представлена на следующем рисунке.

Как видите, схема достаточно проста. Нам просто необходимо подключить датчик HMC5883L к плате Arduino и соединить 8 светодиодов с контактами платы Arduino Pro mini.

Магнитометр HMC5883L имеет 5 контактов. Его контакт DRDY (Data Ready) мы не будем использовать поскольку в нашем проекте датчик будет работать в непрерывном режиме. Контакты Vcc и ground (земля) датчика используются для питания модуля от платы Arduino. Контакты SCL и SDA используются для связи по протоколу I2C и подключены к контактам A4 и A5 (которые также являются контактами для связи по протоколу I2C) платы Arduino Pro mini. Поскольку контакты датчика имеют внутренние подтягивающие резисторы, то нет необходимости добавлять в схему внешние подтягивающие резисторы.

Для индикации направления в проекте мы используем 8 светодиодов, подключенных к контактам платы Arduino с помощью ограничивающих ток резисторов сопротивлением 470 Ом. Схема запитывается от батарейки 9V через переходник типа barrel Jack – на фотографиях хорошо видно что он из себя представляет. Эти 9V попадают на контакт Vin платы Arduino, затем с помощью встроенного регулятора платы Arduino это напряжение понижается до 5V, которое и используется для питания нашей схемы.

Изготовление печатной платы для цифрового компаса

Основная идея проекта состоит в том, чтобы расположить 8 светодиодов по периметру круга на плате. Каждый из этих светодиодов будет обозначать свое направление. Соответственно, будет 8 направлений – Север, Северо-Восток, Восток, Юго-Восток, Юг, Юго-Запад, Запад и Северо-Запад. На перфорированной плате красиво расположить эти светодиоды достаточно затруднительно, поэтому мы использовали печатную плату. Файлы разработанной для этого проекта печатной платы можно скачать по следующей ссылке - Gerber файл для проекта цифрового компаса.

Когда дизайн печатной платы готов можно приступать к ее изготовлению. Для этого необходимо выполнить следующую последовательность шагов.

Шаг 2. Нажмите на кнопку Quote Now (рассчитать цену сейчас). После этого вас перебросит на страницу, где вам будет необходимо ввести дополнительные параметры печатной платы: материал, цвет и т.д. Обычно значения, выставленные на этой странице по умолчанию, работают превосходно. Единственное, на что вам обязательно необходимо обратить внимание – это на цену и на время изготовления. Для наших плат стоимость составила $5 и время изготовления 2-3 дня. Также вы можете выбрать удобный для себя вид доставки.

Шаг 3. Загрузите в сервис свои Gerber файлы и оплатите заказ. После загрузки сервис PCBGOGO проверяет ваши Gerber файлы на корректность.

Разумеется, мы не настаиваем, чтобы вы заказывали печатную плату именно в PCBGOGO, вы можете заказать ее у любого производителя печатных плат, с которым вы привыкли работать.

Сборка печатной платы

Нам платы пришли в отличном состоянии, их внешний вид вы можете посмотреть на следующих рисунках.

Нам понадобилось около 10 минут чтобы припаять к плате необходимые компоненты, после этого мы получили следующий вид нашей платы:

Объяснение программы для Arduino

Основная цель работы программы – считать данные с магнитометра QMC5883L и преобразовать их в градусы (от 0 до 360). А когда мы будем знать градусы мы легко сможем определить светодиод, который нужно зажечь чтобы указать нужное направление. Мы в нашем проекте будем указывать направление на север – вы можете изменить это по своему желанию, внеся изменения в код программы. То есть горящий светодиод у нас будет указывать направление на север.

Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы рассмотрим его основные фрагменты.

Мы используем микросхему магнитометра QMC5883L, для взаимодействия с ней нам необходимо знать I2C адрес ее регистров, который можно найти в даташите. Но к счастью, как говорится "все уже сделано за нас" и на Github можно скачать готовую библиотеку для работы с QMC5883L. По этой ссылке вы скачаете ZIP файл, который затем можно добавить в вашу Arduino IDE открыв там пункт меню Sketch -> Include Library -> Add .ZIP library.

После добавления библиотеки мы можем приступать к написанию программы. Первым делом нам в программе необходимо подключить используемые библиотеки – библиотека wire используется для осуществления связи по протоколу I2C, а MechaQMC5883 – для работы с магнитометром (ее мы только что добавили в Arduino IDE).

Читайте также: