Boussole avec GY-271 et Arduino Nano

Cette fois, nous construisons une boussole numérique. Pour cela, nous en avons besoin  Arduino nano, un Module GY-271  et un Anneau LED RGB. Nous pouvons simplement fournir à l'appareil fini un bloc de batterie 9V.

Circuit:

Le circuit est très simple. Le module GY-271 et l'anneau LED sont alimentés via 5V. Alors connectez GND et connectez Vcc à 5V sur le Nano. Le bus I2C du GY-271 est connecté aux connecteurs I2C du Nano. A4 avec SDA et A5 avec SCL. Pour l'anneau LED, nous connectons la ligne de signal à D4 sur le nano. Pour l'alimentation, nous connectons le pôle négatif du bloc de batterie avec GND et le pôle positif 9V via un interrupteur avec Vin sur le Nano.

Le code

La plupart des bibliothèques existantes sont destinées au HMC5883 qui a non seulement une adresse I2C différente mais également une affectation de registre différente. Cependant, comme le contrôle du QMC5883L est très simple, je n'ai pas utilisé de bibliothèque cette fois.

Nous pouvons facilement utiliser les fonctions de la bibliothèque Arduino I2C.

Dans le cas d'une réinitialisation logicielle, nous définissons les registres de contrôle 10 et 11. Intéressant est le registre de contrôle 9 avec lequel vous pouvez définir les paramètres importants du QMC5883L.

Le mode de fonctionnement stand-by ou mesure continue. Avec le débit de données de sortie, vous pouvez déterminer combien de mesures par seconde doivent être effectuées. 10 Hz, 50 Hz, 100 Hz ou 200 Hz peuvent être sélectionnés. Plus cette fréquence est élevée, plus la consommation d'énergie est élevée. La sensibilité (rang RNG) indique la densité de flux magnétique pour une déviation complète. Ici, +/- 2 Gauss ou +/- 8 Gauss peuvent être sélectionnés. Avec une sensibilité plus élevée, il convient de noter que l'influence perturbatrice des champs externes augmente. Enfin, vous pouvez définir le taux de suréchantillonnage. 64, 128, 256 et 512 peuvent être définis. Une valeur plus élevée réduit la bande passante du filtre et donc le bruit gênant, mais cela augmente également la consommation d'énergie.

Si vous souhaitez en savoir plus, vous pouvez les trouver dansFiche technique QMC5883L .

L'angle par rapport au champ magnétique terrestre est déterminé à partir des valeurs lues pour x et y. Cette valeur n'est exacte qu'à moitié si le module est maintenu aussi horizontal que possible. Pour l'affichage, l'angle est converti de +/- 180 degrés à 0 à 360 degrés puis divisé par 30 de sorte que nous obtenons 12 sections correspondant aux 12 LED de l'anneau. L'écart est ensuite utilisé pour déterminer la luminosité de la LED. si l'écart est négatif, la LED en face et la LED suivante sont également allumées. Si la valeur se situe entre les deux, les deux LED s'allument de manière égale.

Pour l'anneau LED, nous avons besoin de la bibliothèque NeoPixelBus.h. La bibliothèque du bus I2C Wire.h fait partie de l'installation standard.

Attention note importante:J'ai eu une erreur de compilation interne lors de la compilation. Des recherches sur Internet ont montré que c'est un problème avec la dernière bibliothèque matérielle Arduino. L'installation de la version précédente a résolu le problème. Sélectionnez simplement la version 1.6.22 dans le gestionnaire de cartes au lieu de la version 1.6.23 actuelle et cliquez sur Installer.

 

 

 

#include <Wire.h> // Bibliothèque Arduino I2C
#include <NeoPixelBus.h> // bibliothèque pour bande led

// Adresse I2C du QMC5883L
#define ADDR  0x0d

// valeurs pour le registre de contrôle QMC5883 1
// mode de fonctionnement
#define Mode_Standby    0b00000000
#define Mode_Continuous 0b00000001
// Débit de données en sortie
#define ODR_10Hz        0b00000000
#define ODR_50Hz        0b00000100
#define ODR_100Hz       0b00001000
#define ODR_200Hz       0b00001100
// Plage de mesure
#define RNG_2G          0b00000000
#define RNG_8G          0b00010000
// Taux d'échantillonnage excessif
#define OSR_512         0b00000000
#define OSR_256         0b01000000
#define OSR_128         0b10000000
#define OSR_64          0b11000000

// quelques constantes pour l'anneau LED
#définir MAXBRIGHT 64
#définir LEDCOUNT 12
#définir SIGNALPIN 4

// initialiser le pilote de bande LED
NeoPixelBus<NeoGrbFeature, Neo800KbpsMethod> bande(LEDCOUNT, SIGNALPIN);

// définir la couleur noire pour éteindre les leds
RgbColor noir(0,0,0);

// fonction pour écrire des données dans un registre sur QMC5883L
néant writeRegister(uint8_t reg, uint8_t val){   Câble.beginTransmission(ADDR); //commence à parler   Câble.écrire(reg);    Câble.écrire(val);   Câble.endTransmission();
}

// fonction pour lire les résultats de QMC5883L
néant readData(uint16_t * X, uint16_t * y, uint16_t * z) {   Câble.beginTransmission(ADDR);   Câble.écrire(0x00);   Câble.endTransmission();   Câble.demande de(ADDR, 6);   *X = Câble.lis(); // LSB x   *X |= Câble.lis() << 8; // MSB x   *y = Câble.lis(); // LSB z   *y |= Câble.lis() << 8; // MSB z   *z = Câble.lis(); // LSB y   *z |= Câble.lis() << 8; // MSB y
}

// fonction pour définir le registre de contrôle 1 sur QMC5883L
néant setCtrlRegister(uint8_t suréchantillonnage, uint8_t intervalle, uint8_t débit de données, uint8_t mode) {   writeRegister(9,suréchantillonnage | intervalle | débit de données | mode);
}

// fonction pour réinitialiser QMC5883L
néant redémarrage en douceur() {   writeRegister(0x0a,0x80);   writeRegister(0x0b,0x01);
}

// préparer le matériel
néant installer(){   En série.commencer(9600);   Câble.commencer();      En série.println("Début");   redémarrage en douceur();   setCtrlRegister(OSR_128,RNG_2G,ODR_100Hz,Mode_Continuous);   En série.println("init done");
}


néant boucle(){   int X,y,z; // données à trois axes   flotte azimut;   uint16_t azi; // azimut uniquement positif comme entier   uint8_t led1,led2;   uint8_t val1,val2;   int8_t diff;      // cela réinitialise tous les néopixels à un état désactivé   bande.Commencer();   bande.Spectacle();   readData(&X, &y, &z); // lire les données du capteur   // calcule l'angle entre x et y   // change le signe puisque les leds de l'anneau sont ordonnées dans le sens horaire   azimut = -atan2(y,X) * 180.0/PI;   // ajoute 180 degrés pour n'obtenir que des valeurs positives   azi = azimut+180;   // nous avons 12 leds tous les 30 degrés   led1=(azi/30) % 12;   // on calcule la différence entre l'angle d'origine   // et l'angle led donne au maximum +/- 30   diff = azi - led1 *30;   // nous voulons montrer les deux leds à gauche et à droite   // angle d'origine   si (diff>0) {     // si la différence est positive, nous mettons la led suivante     led2 = led1++;     si (led2 > 11) led2 = 0;     val1 = diff;     val2 = 30-diff;    } autre {     // si la différence est négative, nous mettons la led précédente     led2 = led1--;     si (led2<0) led2 = 11;     val1 = -diff;     val2 = 30+diff;   }   // éteindre toutes les leds   bande.ClearTo(noir);   // met les wo leds sur la valeur calculée avec du rouge   RgbColor col1(val1*MAXBRIGHT/30,0,0);   bande.SetPixelColor(led1,col1);   RgbColor col2(val2*MAXBRIGHT/30,0,0);   bande.SetPixelColor(led2,col2);   // envoie des données à l'anneau led   bande.Spectacle();   // Afficher les valeurs sur la ligne série   En série.impression("Valeur X:");   En série.println(X);   En série.impression("Valeur Y:");   En série.println(y);   En série.impression("Valeur Z:");   En série.println(z);   En série.impression("Richtung:");   En série.impression(azimut);   En série.println("°");   En série.impression("LED 1 =");   En série.impression(led1);   En série.impression("lumineux =");   En série.println(val1);   En série.impression("LED 2 =");   En série.impression(led2);   En série.impression("lumineux =");   En série.println(val2);   En série.println();   // attend 1 seconde   retard(1000);
}


 

Viel Spass mit dem Kompass

Gerald

 

Pour arduinoProjets pour les débutants

10 commentaires

Gerald

Gerald

Hallo Sven offenbar hast Du ein Board mit einem HMC5883. Der Sketch ist für den QMC5883L wie er auf dem Modul von AZ-Delivery verbaut ist. Der HMC5883 hat eine andere I2C Adresse. Folgende Änderung im Sketch ist notwendig damit der HMC5883 funktioniert.
//I2C address of the QMC5883L
#define ADDR 0×17
Dann sollte es funktionieren.

sven

sven

ich habe das problem,
X Value: -1
Y Value: -1
Z Value: -1
Richtung: 135.00°
LED 1 = 11 bright = 15
LED 2 = 10 bright = 15
es zeigt immer die selben werte an.

Beim arduino example HMC5883L geht es.

Ulrich Engel

Ulrich Engel

Hallo Gerald,
nun funktioniert der Kompass wie gewünscht. Es waren aber Änderungen notwendig.
Erst einmal habe ich, auf Anraten eines “Profis”, das GY-271 Modul etwas (8-10 cm) vom Ring und dem Nano entfernt, um Magnetfeldeinflüsse durch Strom zu verhindern. Dann habe ich das Modul untersucht und festgestellt, dass es sich nicht um einen “original/generic” Chip handelt. Man erkennt dieses Original am Aufdruck auf dem kleinen schwarzen Chip auf dem Modul. Beim Original steht “L5883 2120”. Beim Fake, der nicht funktioniert steht “DA 5883 8012”.

Ulrich Engel

Ulrich Engel

Hallo Gerald,
vielen Dank für die Antwort. Ich habe noch einmal gemäß Deiner Beschreibung die Verdrahtung kontrolliert. Dann habe ich den Kompass von Google Maps auf dem Handy eingeschaltet. Der zeigt stabil nach N wenn ich das Handy auf dem Tisch flach drehe.
Eigentlich hatte ich dieses auch für die LEDs im Ring erwartet. Es sollten doch die leuchtenden LEDs (2 Stück) beim flachen Drehen der Schaltung (x-Y des Sensors) immer in die gleiche Richtung zeigen. Nämlich nach N.
Das ist bei mir leider nicht der Fall. Es bleiben immer die gleichen LEDs an und drehen mit.
Ich habe noch kein Projekt mit einem Nano gemacht. Ist es normal, dass der schwarze Chip sehr heiß wird?

Viele Grüße aus Berlin
Ulli

Gerald

Gerald

Hallo Ulrich
Ich habe jetzt die Schaltung nochmals aufgebaut. Beim Erdmagnetfeld sollten die Werte für X und Y in einem Bereich von +/- 2000 liegen und für Z bei -3000 bis -5000. Dein Y Wert ist ziemlich konstant bei etwa -6000. Ich vermute daher, dass ein externes Magnetfeld in Y Richtung vorhanden ist, das den Einfluß des Erdmagnetfeldes überdeckt. Du solltest mal die Schaltung mit Batterie betreiben und möglichst von Störquellen (Elektrogeräte) entfernt testen.

Ulrich Engel

Ulrich Engel

Hallo Gerald,
eigentlich hatte ich erhofft, dass ich Euren Erfahrungsschatz nutzen kann und Unterstützung bei meinem Problem erhalte. Ich würde gerne das Projekt fertig bekommen und bei meinem Geo-Cacher (Projekt von Euch) nutzen.
Viele Grüße
Ulli aus Berlin

Ulrich Engel

Ulrich Engel

Hallo,
super Idee. Tolle Ergänzung zum Tutorial “Geocaching”.
Kompilieren und Hochladen (wenn man auf Old Bootloader umschaltet) funktioniert fehlerfrei.
Mein Problem ist leider, dass die Daten, die auf den serial monitor ausgegeben werden sehr wir sind. Auch bleiben die LEDs immer an der gleichen Stelle an, wenn ich den ganzenAufbau drehe.
Hier ein Auszug. Wo könnte ich den die Ergebnisliste als Datei posten?
Start
init done
X Value: 0Y Value: 0Z Value: 0Richtung:
0.00°LED 1 = 5 bright = 0LED 2 = 6 bright = 30

X Value: -1187Y Value: -8795Z Value: -6610Richtung:
97.69°LED 1 = 10 bright = 7LED 2 = 9 bright = 23

X Value: -1177Y Value: -8857Z Value: -6552Richtung:
97.57°LED 1 = 10 bright = 7LED 2 = 9 bright = 23

X Value: -1245Y Value: -8765Z Value: -6572Richtung:
98.08°LED 1 = 10 bright = 8LED 2 = 9 bright = 22

X Value: -1270Y Value: -6092Z Value: -6647Richtung:
101.78°LED 1 = 10 bright = 11LED 2 = 9 bright = 19

X Value: -1265Y Value: -5975Z Value: -6615Richtung:
101.95°LED 1 = 10 bright = 11LED 2 = 9 bright = 19

X Value: -1335Y Value: -5960Z Value: -6662Richtung:
102.63°LED 1 = 10 bright = 12LED 2 = 9 bright = 18

X Value: -1317Y Value: -5950Z Value: -6657Richtung:
102.48°LED 1 = 10 bright = 12LED 2 = 9 bright = 18

X Value: -1355Y Value: -6017Z Value: -6720Richtung:
102.69°LED 1 = 10 bright = 12LED 2 = 9 bright = 18

X Value: -1302Y Value: -6042Z Value: -6630Richtung:
102.16°LED 1 = 10 bright = 12LED 2 = 9 bright = 18

X Value: -4462Y Value: -6542Z Value: -6672Richtung:
124.30°LED 1 = 11 bright = 4LED 2 = 10 bright = 26

X Value: -4375Y Value: -6430Z Value: -6657Richtung:
124.23°LED 1 = 11 bright = 4LED 2 = 10 bright = 26

X Value: -4197Y Value: -6415Z Value: -6695Richtung:
123.19°LED 1 = 11 bright = 3LED 2 = 10 bright = 27

X Value: -4232Y Value: -6390Z Value: -6705Richtung:
123.52°LED 1 = 11 bright = 3LED 2 = 10 bright = 27

X Value: -4232Y Value: -6425Z Value: -6732Richtung:
123.37°LED 1 = 11 bright = 3LED 2 = 10 bright = 27

Könnte dieses an dem Sensor liegen? Wie ich gelesen habe, werden ja oft auch unter gleichem Namen auch Nicht-Originale angeboten, die man nur am Aufdruck auf dem Chip identifizieren kann.
Ich habe wohl so einen “Fake” erwischt.

Wolfgang

Wolfgang

Danke Gerald,
ich habe die Fehler gefunden.
Das Hochladen des Programmes ohne zusätzliches Modul hat es dann gebracht.
Frohe Ostern an alle
Wolfgang

Gerald

Gerald

Hallo Wolfgang, die Fehlermeldung “stray 302” bedeutet dass ein Sonderzeichen im code vorkommt. Es gibt dazu einen sehr ausführlichen Blog Beitrag, der zeigt wie man diesen Fehler finden und beheben kann. Suche einfach nach “kodierungsfehler-schnell-beheben”.
Im Bereich Posts findest Du dann den Link.

Wolfgang Butenhoff

Wolfgang Butenhoff

Hallo,
bei der Programmzeile:
setCtrlRegister(OSR_128,RNG_2G,ODR_100Hz,Mode_Continuous);
bekomme ich immer wieder die Meldung: " stray’ \302’ in program"
Wo ist der Fehler? Der Hinweis mit Version 1.6.22 ist berücksichtigt.
Für die Software brauche ich Hilfe ….die Hardware ist bestimmt richtig “verdrahtet”.

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