Arduino学习3-Arduino连接HMC5883L三轴电子罗盘传感器

ID:114115 · 发表于 2016-4-14 02:52

用途：测量地磁方向，测量物体静止时候的方向，测量传感器周围磁力线的方向。注意，测量地磁时候容易受到周围磁场影响，

主芯片HMC5883三轴磁阻传感器特点（抄自网上）：
1，数字量输出：I2C数字量输出接口，设计使用非常方便。
2，尺寸小: 3x3x0.9mm LCC封装，适合大规模量产使用。
3，精度高：1－2度，内置12位A/D,OFFSET, SET/RESET 电路，不会出现磁饱和现象，不会有累加误差。
4，支持自动校准程序，简化使用步骤，终端产品使用非常方便。
5，内置自测试电路，方便量产测试，无需增加额外昂贵的测试设备。
6，功耗低：供电电压1.8V, 功耗睡眠模式-2.5uA 测量模式-0.6mA

连接方法：
只要连接VCC，GND，SDA，SCL四条线。Arduino GND -> HMC5883L GNDArduino 3.3V -> HMC5883L VCCArduino A4 (SDA) -> HMC5883L SDAArduino A5 (SCL) -> HMC5883L SCL

(注意，接线是A4，A5，不是D4,D5)

程序编写：下载HMC5883L库文件。下载地址：

HMC5883L.zip (5.55 KB, 下载次数: 100)

2016-4-14 02:49 上传

点击文件名下载附件主要程序预览：

/*
HMC5883L.cpp - Class file for the HMC5883L Triple Axis Magnetometer Arduino Library.
Copyright (C) 2011 Love Electronics (loveelectronics.co.uk)
This program is free software: you can redistribute it and/or modify
it under the terms of the version 3 GNU General Public License as
published by the Free Software Foundation.
This program is distributed in the hope that it will be useful,
but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
GNU General Public License for more details.
You should have received a copy of the GNU General Public License
along with this program. If not, see .
WARNING: THE HMC5883L IS NOT IDENTICAL TO THE HMC5883!
*/
#include
#include "HMC5883L.h"
HMC5883L::HMC5883L()
{
m_Scale = 1;
}
MagnetometerRaw HMC5883L::ReadRawAxis()
{
uint8_t* buffer = Read(DataRegisterBegin, 6);
MagnetometerRaw raw = MagnetometerRaw();
raw.XAxis = (buffer[0] << 8) | buffer[1];
raw.ZAxis = (buffer[2] << 8) | buffer[3];
raw.YAxis = (buffer[4] << 8) | buffer[5];
return raw;
}
MagnetometerScaled HMC5883L::ReadScaledAxis()
{
MagnetometerRaw raw = ReadRawAxis();
MagnetometerScaled scaled = MagnetometerScaled();
scaled.XAxis = raw.XAxis * m_Scale;
scaled.ZAxis = raw.ZAxis * m_Scale;
scaled.YAxis = raw.YAxis * m_Scale;
return scaled;
}
int HMC5883L::SetScale(float gauss)
{
uint8_t regValue = 0x00;
if(gauss == 0.88)
{
regValue = 0x00;
m_Scale = 0.73;
}
else if(gauss == 1.3)
{
regValue = 0x01;
m_Scale = 0.92;
}
else if(gauss == 1.9)
{
regValue = 0x02;
m_Scale = 1.22;
}
else if(gauss == 2.5)
{
regValue = 0x03;
m_Scale = 1.52;
}
else if(gauss == 4.0)
{
regValue = 0x04;
m_Scale = 2.27;
}
else if(gauss == 4.7)
{
regValue = 0x05;
m_Scale = 2.56;
}
else if(gauss == 5.6)
{
regValue = 0x06;
m_Scale = 3.03;
}
else if(gauss == 8.1)
{
regValue = 0x07;
m_Scale = 4.35;
}
else
return ErrorCode_1_Num;
// Setting is in the top 3 bits of the register.
regValue = regValue << 5;
Write(ConfigurationRegisterB, regValue);
}
int HMC5883L::SetMeasurementMode(uint8_t mode)
{
Write(ModeRegister, mode);
}
void HMC5883L::Write(int address, int data)
{
Wire.beginTransmission(HMC5883L_Address);
Wire.send(address);
Wire.send(data);
Wire.endTransmission();
}
uint8_t* HMC5883L::Read(int address, int length)
{
Wire.beginTransmission(HMC5883L_Address);
Wire.send(address);
Wire.endTransmission();
Wire.beginTransmission(HMC5883L_Address);
Wire.requestFrom(HMC5883L_Address, length);
uint8_t buffer[length];
if(Wire.available() == length)
{
for(uint8_t i = 0; i < length; i++)
{
buffer[i] = Wire.receive();
}
}
Wire.endTransmission();
return buffer;
}
char* HMC5883L::GetErrorText(int errorCode)
{
if(ErrorCode_1_Num == 1)
return ErrorCode_1;
return "Error not defined.";
}

复制代码

解压HMC5883L库文件到arduino文件夹：arduino-0022libraries下面。编写以下程序，下载下面测试程序到arduino：
#include <Wire.h>
#include <HMC5883L.h>
HMC5883L compass;
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  compass = HMC5883L();
  compass.SetScale(1.3);
  compass.SetMeasurementMode(Measurement_Continuous);
}
void loop()
{
  MagnetometerRaw raw = compass.ReadRawAxis();
  MagnetometerScaled scaled = compass.ReadScaledAxis();
  float xHeading = atan2(scaled.YAxis, scaled.XAxis);
  float yHeading = atan2(scaled.ZAxis, scaled.XAxis);
  float zHeading = atan2(scaled.ZAxis, scaled.YAxis);
  if(xHeading < 0) xHeading += 2*PI;
  if(xHeading > 2*PI) xHeading -= 2*PI;
  if(yHeading < 0) yHeading += 2*PI;
  if(yHeading > 2*PI) yHeading -= 2*PI;
  if(zHeading < 0) zHeading += 2*PI;
  if(zHeading > 2*PI) zHeading -= 2*PI;
  float xDegrees = xHeading * 180/M_PI;
  float yDegrees = yHeading * 180/M_PI;
  float zDegrees = zHeading * 180/M_PI;
  Serial.print(xDegrees);
  Serial.print(",");
  Serial.print(yDegrees);
  Serial.print(",");
  Serial.print(zDegrees);
  Serial.println(";");
  delay(100);
}

打开Arduino串口监视器即可看到结果（X平面角度，Y平面角度，Z平面角度）：

ID:114115 · 发表于 2016-4-14 02:54

最近实在太忙，就先单独把我的八字校准程序贴上来。
其实很简单，我没去管Z轴，如果想要更高的精度，需要加一个加速度传感器，我刚好没有。

我的整个校准分2个子函数：calibRead() 和 calibration()

参照官方HMC5883L的程序先把该定义的变量定义好。

HMC5883L digicomp;
float X_max = 0.0; //X轴最大读数
float X_min = 0.0; //X轴最小读数
float Y_max = 0.0; //Y轴最大读数
float Y_min = 0.0; //Y轴最小读数
float X_offset = 0.0; //X轴偏移
float Y_offset = 0.0; //Y轴偏移
void calibRead() //指南针读数
{
MagnetometerScaled scaled2 = digicomp.ReadScaledAxis();
if ( (abs(scaled2.XAxis) < 500) && (abs(scaled2.YAxis) < 500) && (abs(scaled2.ZAxis) < 500)) //这行对于我很重要，能过滤掉很多干扰，增加校准的精度。
{ //下面几行就是读取到每个轴的最大值和最小值，然后算出相应的偏移量
if(scaled2.XAxis > X_max) {X_max = scaled2.XAxis;}
if(scaled2.YAxis > Y_max) {Y_max = scaled2.YAxis;}
if(scaled2.XAxis < X_min) {X_min = scaled2.XAxis;}
if(scaled2.YAxis < Y_min) {Y_min = scaled2.YAxis;}
X_offset = (X_max + X_min) / 2.0;
Y_offset = (Y_max + Y_min) / 2.0;
}
}
void calibration()
{
int i = 0;
digitalWrite(motor1EnPin, 0); // 定义转弯方向，对于我的小车来说是左转，逆时针方向
digitalWrite(motor2EnPin, 1);
analogWrite(motor1, 80); // 启动马达开始转动
analogWrite(motor2, 80);
while(i < 1000) // 逆时针方向循环读取XY轴每个方向的值，然后算出相应的偏移量
{ calibRead();
delay(10);
i++;
}
i = 0;
digitalWrite(motor1EnPin, 1); // 右转小车，顺时针方向
digitalWrite(motor2EnPin, 0);
while(i < 1000) // 再顺时针方向方向旋转测算偏移量
{ calibRead();
delay(10);
i++;
}
analogWrite(motor1, 0); // 停止小车，校准完成
analogWrite(motor2, 0);
}
float readCompass() //得到偏移了就可以读数了
{
MagnetometerScaled scaled = digicomp.ReadScaledAxis();
float heading = atan2(scaled.YAxis - Y_offset, scaled.XAxis - X_offset); // 读数的时候直接减掉偏移量就可以了
//float declinationAngle = 36.36/1000.0; [这几行是考虑磁偏角的，除非真的是想
//heading = heading + declinationAngle; 找地理北极，不然对方向判断用处不大]
if(heading < 0) heading += 2*PI;
if(heading > 2*PI) heading -= 2*PI;
float headingDegrees = heading * 180/M_PI;
return headingDegrees;
}

复制代码

严格来说这个传感器读出来的仅仅是三轴方向磁场强度而已，角度是算出来的。另外他对磁场感应很灵敏，周围有金属就会有干扰，拿块金属在他周围转转就能看到读数很大的变化，所以校准还是很有必要的。

手机的话因为画8字能很快测得XY的偏移，所以方法就叫8字校准。小车的话因为可以旋转，就没必要真的去走8字，直接转圈就可以了。这是我的理解。

ID:114115 · 发表于 2016-4-14 02:54

上传一个HMC5883L库文件，放在C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries就可运行，ARDUINO 1.0.6版本的三轴传感器。代码详见1楼。

HMC5883L新头文件：

HMC5883L.rar (5.14 KB, 下载次数: 40)

ID:114115 · 发表于 2016-4-14 02:55

焊接还是很简单的，个人玩买个可调温和恒温的电烙铁，最好60W的，升温快，焊接前先将烙铁头附锡（其实一般新电烙铁都需要先附锡，每次用完也要附锡防氧化），面板焊接点注意刷好助焊剂（可以用松香+酒精自己调，酒精要纯度高的工业酒精大概酒精和松香1：0.2就差不多了，然后刷到要焊接的引脚和PCB板上），最后直接焊锡丝点烙铁头刷引脚（不要担心连线，先让焊锡全部下到引脚上，最后拿烙铁刷一边，焊锡会自己焊接到点，最好让板子稍微倾斜，自上而下刷，这样多余的锡会流到最下边，然后拿烙铁点掉就好了），最后用酒精棉擦洗焊点（将多余助焊剂洗掉），检查焊点是否有连接，如果不确定用镊子刮一刮就好了。（烙铁使用要快点快提，这样锡会自己成非常漂亮的形状，不要长时间点焊点）

PCB板是不会附着焊锡的，所以不用担心焊不好，其实很简单，关键烙铁要好，个人用我觉得黄花907调温恒温烙铁就好，淘宝上很便宜，反正我自己用的就很不错。。。。

最后，烙铁头要多买几个不同样式的，以应对不同焊点。。

------------------------

另，最近发现一个HMC5883的问题，一并记这儿：最近买了几片HMC5883L模块，结果被坑了，卖家没说不能用在5V系统，只说能5V供电，以为在MEGA2560上能用，结果读数据有问题，一开始是读出来不更新，每次复位更新一次数据，后来发现上拉电阻不是装的PCB上印的4.7K，装的是10K，换成4.7K后，可以连续读数据，但读一断时间后就会死机，以为程序有问题，查来查去，后来发现以前买的模块能正常读，仔细比较两个模块，发现新买的模块没有电平转换电路，以HMC5883L的IIc的1.8V电平直接接5V系统，不死才怪，所以5V系统买这个模块一定要买GY-271型号，有两个小6脚芯片的，一个是LDO，一个是双MOS做电平转换，只有一个LDO的模块只能用在3.3V或1.8V系统。

ID:148138 · 发表于 2016-11-15 21:32

5893也出来了

ID:165193 · 发表于 2017-2-18 00:07

回复有黑币吗

ID:24730 · 发表于 2017-3-2 16:50

51黑有你更精彩

ID:1 · 发表于 2017-3-2 17:06

machangan 发表于 2017-2-18 00:07
回复有黑币吗

回复是没有的只能通过发布文件管理员审核通过后才会发放

ID:230088 · 发表于 2017-8-31 16:24

回复有黑币么？

ID:326549 · 发表于 2019-5-30 15:51

fatal error: ../Wire/Wire.h: No such file or directory #include "../Wire/Wir
请问这是怎么回事

ID:514567 · 发表于 2019-6-7 12:00

很厉害

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