Digital Compass thiab Header Finder: 6 Kauj Ruam

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:24

Sau:

Cullan Whelan: 3 Lab tus kiv cua tos koj rau Webtalk!

Andrew Lus

Blake Johnson

Kev lees paub:

California Maritime Academy

Evan Chang Tso

Taw qhia:

Lub hauv paus ntawm txoj haujlwm no yog digital compass nrog kev taug qab mus. Qhov no ua rau tus neeg siv ua raws kab lus hla mus deb ntev uas siv lub cuab yeej digital. Ib qho kev hais kwv txhiaj yog lub kaum sab xis ntsuas ntawm lub kaum sab xis los ntawm sab qaum teb, uas suav hais tias yog xoom degrees, raws li qhia los ntawm lub koob. Cov cuab yeej muaj ob lub luag haujlwm tseem ceeb: thawj yog nthuav tawm lub ntsiab lus tam sim no ntawm lub cuab yeej ntawm cov khoom siv digital, thiab qhov thib ob yog lub peev xwm nkag mus rau tus neeg siv thov nqe lus, uas yuav tshwm rau ntawm lub nplhaib ntawm LEDs nyob rau sab saum toj ntawm tsev nyob. Tus neeg siv yuav hloov kho lub cuab yeej kev taw qhia cuam tshuam nrog lub teeb ci ci LED. Raws li kev taw qhia ntawm lub cuab yeej tau hloov pauv, LED yuav taug kev mus rau hauv nruab nrab LED, yog li qhia tau tias lub ncauj lus raug tau tsim.

Khoom siv:

- DIYmall 6M GPS Module

- HiLetgo MPU9250/6500 9-Axis 9 DOF 16 Ntsis

- Adafruit NeoPixel Nplhaib 16

- MakerFocus 4pcs 3.7V Lithium Rechargable Battery

- ELEGOO MEGA 2560 R3 Board

Adafruit Mini Lipo w/Mini -B USB Jack - USB LiIon/LiPoly charger - v1

- 2.8 TFT LCD nrog Touchscreen Breakout Board w/MicroSD Socket

Kauj Ruam 1: Tsim Kev Ua Haujlwm ntawm Txoj Haujlwm

Thawj kauj ruam yog nkag siab cov laj thawj thiab kev ua haujlwm zaum kawg. Daim duab logic no piav qhia txog peb lub xeev cov cuab yeej thiab ob lub xeev sensor.

Xeev 1: Xeev Loading

Lub xeev thauj khoom tau siv los tso cai rau Arduino Mega kom tau txais cov ntaub ntawv rov qab los ntawm ob lub ntsuas pa thaum pib. Cov cuab yeej yuav tso saib qhov chaw thau khoom ntawm lub vijtsam, tshem tawm txhua tus lej tus lej ntawm lub vijtsam, thiab LEDs ntawm lub nplhaib NeoPixel yuav ci nyob hauv lub voj voog.

Xeev 2: Hom Compass

Hauv lub xeev no, lub cuab yeej yuav ua zoo li lub koob yees duab digital. Lub nplhaib NeoPixel yuav ci ntsa iab los qhia qhov kev taw qhia ntawm North nrog kev hwm rau kev taw qhia ntawm lub cuab yeej. Lub ntsiab lus ntaus ntawv tseem yuav raug tso tawm ntawm lub vijtsam LCD nrog rau Latitude thiab Longitude ntawm lub cuab yeej. Nws tseem yuav nyob hauv lub xeev no uas tus neeg siv yuav tuaj yeem nkag mus rau tus neeg siv lub npe kom pom nyob hauv Xeev 3.

Lub Xeev 3: Taug Kev Taug Kev Hom

Hauv lub xeev no cov cuab yeej tam sim no yuav pab cov neeg siv tsim los ntawm lawv cov lus xav tau. Tam sim no lub cuab yeej yuav tso tawm cov cuab yeej nqe lus thiab cov neeg siv mus rau ntawm lub vijtsam LCD nrog rau cov ntaub ntawv latitude thiab longitude. Lub nplhaib NeoPixel tam sim no yuav ci ntsa iab los qhia rau cov neeg siv mus nrog kev hwm rau cov cuab yeej taw qhia.

Hauv ob Lub Xeev 2 thiab Xeev 3 muaj ob lub xeev ntsuas cov xeev ntsuas no tso cai rau lub cuab yeej rub cov ntaub ntawv los ntawm lub ntsuas cua uas muab cov ntaub ntawv raug tshaj plaws nyob ntawm qhov ua haujlwm zoo ntawm lub cuab yeej.

Lub Xeem Sensor 1: MPU

Yog tias lub cuab yeej tsis txav cov ntaub ntawv npe yuav raug rub los ntawm MPU vim nws yog cov ntaub ntawv raug tshaj plaws thaum lub cuab yeej tsis txav mus.

Lub Xeem Sensor 2: GPS

Yog tias lub cuab yeej txav cov ntaub ntawv npe yuav raug rub los ntawm GPS nti vim nws yog cov ntaub ntawv raug tshaj plaws hauv qhov xwm txheej no.

Cov cuab yeej tuaj yeem hloov pauv ntawm cov no mus rau lub xeev cov cim ntawm txhua lub sijhawm kom suav nrog kev siv cov xwm txheej ntawm chav hloov pauv. Qhov no yog qhov tseem ceeb rau kev ua haujlwm ntawm lub cuab yeej raws li ob qho ntawm ob lub ntsuas hluav taws xob siv hauv lub cuab yeej muaj cov xwm txheej uas cuam tshuam qhov tseeb ntawm cov ntaub ntawv lawv muab. Nyob rau hauv rooj plaub ntawm MPU lub nti tuaj yeem cuam tshuam tau yooj yim los ntawm cov chaw sib nqus hauv cheeb tsam tshwm sim los ntawm cov tsheb thiab cov khoom siv hlau tsim hauv tsev. Yog li siv GPS nti uas tuaj yeem muab cov ncauj lus kom raug ntau dua uas tsis cuam tshuam los ntawm tib qho kev cuam tshuam. Txawm li cas los xij, GPS tsuas tuaj yeem muab cov ntaub ntawv taw qhia thaum txav mus raws li nws suav cov nqe lus siv kev hloov pauv hauv latitude thiab longitude cov ntaub ntawv. Yog li cov chips sib ntxiv ua ke thiab los ntawm kev siv ob lub xeev sensor muab qhov ua tau zoo tshaj plaws thiab ntseeg tau cov cuab yeej ua haujlwm.

Kauj Ruam 2: Teeb thiab Kab Duab

Txoj haujlwm siv thiab Arduino Mega clone board zoo ib yam li lub rooj tsavxwm saum toj no. Txhua lub Cheebtsam hauv qhov haujlwm no yuav txuas nrog lub rooj tsavxwm no. Saum toj no yog cov duab ntxaws ntxaws ntawm yuav ua li cas xaim cov khoom rau qhov haujlwm no. Cov nyees khawm tsis muaj cov ncauj lus ntxaws ntxaws li cov no tuaj yeem teeb tsa ntau txoj hauv kev. Hauv qhov haujlwm no lawv siv 100K rub tawm tus tiv thaiv thiab khawm yooj yim kom xa lub teeb hluav taws xob 3 volt rau nws tus lej pin.

Kauj Ruam 3: Xeem Cheeb Tsam thiab Cov Cai Yooj Yim

Txoj haujlwm yuav rub cov ntaub ntawv los ntawm ob lub MPU thiab GPS nti raws li tau piav qhia ua ntej. Txuas nrog yog peb tus lej uas tso cai ntsuas cov ntaub ntawv los ntawm MPU, GPS, thiab MPU nrog lub vijtsam los txheeb xyuas kev ua haujlwm ntawm ntu. Nws yog ib qho tseem ceeb kom tau txais cov khoom siv ua haujlwm nyob rau theem no raws li cov cai tau cais rau txhua tus nti thiab txhua qhov teeb meem tuaj yeem hais daws yam tsis muaj kev ntshai ua rau pom qhov yuam kev uas tsis tau pom ua ntej hauv txoj cai kawg.

Yuav tsum muaj Tsev Qiv Ntawv:

Adafruit_ILI9341_Albert.h

SPI.h

Adafruit_GFX.h

Adafruit_ILI9341.h

TinyGPS ++ tau

Adafruit_NeoPixel.h

PIB 9250.h

Txhua yam no tuaj yeem nrhiav tau los ntawm kev tshawb nrhiav cov npe saum toj no. Kuv yuav tsis tshaj tawm cov kab ntawv txuas vim tias muaj ntau daim ntawv theej ntawm cov tsev qiv ntawv no los ntawm ntau qhov chaw thiab ua raws li cov txheej txheem hauv zej zog tsuas yog txuas rau qhov qub Kuv yuav cia koj pom cov no rau koj tus kheej.

Kauj Ruam 4: MPU Calibration

Cov ncauj lus pom ntawm MPU hauv Xeev 2 thiab Xeev 3 tau muab faib ua plaub plaub fab. Qhov no yog qhov tsim nyog vim tias peb txoj kev ntsuas ntsuas yuav tsum nrhiav qhov tsawg kawg thiab qhov siab tshaj plaws los ntawm lub tshuab ntsuas hluav taws xob raws nws cov x thiab y axis. Qhov no tau ua tiav los ntawm kev hloov lub cuab yeej tsis sib xws txog nws peb txoj kab, tsis pub dhau ib qho tseem ceeb hluav taws xob uas tsis yog lub ntiaj teb. Peb tom qab ntawd coj qhov tsawg kawg thiab qhov siab tshaj plaws raws tus x thiab y axis thiab txuas lawv rau hauv qhov ntsuas qhov ntsuas kom txwv qhov loj ntawm qhov txiaj ntsig ntawm qhov tsis zoo ib thiab ib qho. Hauv daim duab saum toj no, BigX thiab BigY yog qhov siab tshaj plaws ntawm cov ntaub ntawv magnetometer raws x thiab y-axis feem, LittleX thiab LittleY yog qhov tsawg kawg ntawm qhov ntsuas ntawm cov ntaub ntawv magnetometer raws x thiab y-axis feem, IMU.getMagX_uT () thiab IMU.getMagY_uT () yog qhov tseem ceeb raug rub los ntawm lub tshuab ntsuas hluav taws xob txhua lub sijhawm raws li x thiab y-axis feem, thiab Mx thiab Kuv yog qhov ntsuas tshiab uas tau siv los xam cov nqe lus.

Kauj Ruam 5: Txoj Cai Kawg

Kauj ruam kawg yog tsim cov cai kawg. Kuv tau txuas ib daim qauv ntawm cov phiaj xwm zaum kawg. Tsis pub dhau sau ntawv tau ua los pab taug txoj cai. Qhov kev sib tw loj tshaj plaws ntawm ntu no yog ua kom plaub fab ua haujlwm kom raug. Kev siv cov quadrants ua pov thawj kom muaj kev txaus siab thiab xav tsis thoob ntau dua li qhov peb tuaj yeem xav tau. Peb pib siv qhov yooj yim arctan (Kuv/Mx) thiab tom qab ntawd hloov pauv los ntawm radians mus rau qib, txij li Arduino tso tawm hauv radians los ntawm lub neej ntawd. Txawm li cas los xij, tsuas yog ib feem plaub qhov no ua haujlwm hauv yog los ntawm 90 degrees txog 180 degrees, uas ua rau peb muaj qhov tsis zoo thiab xaus rau ua Quadrant III. Kev daws qhov no tau noj tus nqi tsis muaj tseeb, txij li nws tseem nce ntxiv kom raug. Tus nqi no tau muab rho tawm los ntawm 360 kom pom qhov tseeb NeoPixel LED hauv lub xeev 2 thiab kev ua lej zoo ib yam tau siv hauv xeev 3 raws li yog tias lub ntsiab lus loj dua lossis me dua li tus neeg siv cov lus nkag, ob qho uas tuaj yeem pom hauv saum cov cai. Hauv cov duab saum toj no, Lub taub hau sib raug rau NeoPixel lub teeb uas yuav tau teeb raws qhov sib txawv ntawm lub cuab yeej nqe lus thiab qhov sib txawv ntawm sab qaum teb hauv lub xeev 2, thiab los ntawm tus neeg siv nqe lus. Hauv qhov no, 90 txog 180 degrees sib npaug rau Quadrant III. Hauv ob qho tib si, tft.print ua rau lub vijtsam nyeem lub cuab yeej nqes los ntawm sab qaum teb.

Rau lwm qhov peb plaub fab, kev siv ntawm arctan (Kuv/Mx) coj mus rau qhov kev hloov pauv ntawm qhov nce ntxiv raws li lub cuab yeej tau tig, piv txwv li lub kaum sab xis yuav suav nrog thaum nws yuav tsum suav thiab rov ua dua. Kev daws teeb meem no yog tig lub arctangent mus rau hauv daim ntawv ntawm arctan (Mx/Kuv). Thaum qhov no daws qhov kev hloov pauv ntxiv, nws tsis tau muab cov cuab yeej hais kom ua mus, uas yog qhov chaw uas plaub fab tuaj rau hauv kev ua si. Kev kho yooj yim rau qhov no yog ntxiv kev hloov pauv raws qhov sib npaug sib npaug. Qhov no tuaj yeem pom hauv cov duab hauv qab no, uas yog ib zaug ntxiv ntawm cov cai los ntawm Xeev 2 thiab 3 ntawm txhua qhov sib luag.

Thawj yog nqe lus tau ua yog tias lub taub hau suav los ntawm MPU qhov sib npaug ntau dua li tus neeg siv nqe lus. Raws li qhov xwm txheej no tus neeg siv lub ntsiab lus nkag tau ntxiv rau lub cuab yeej nqe lus thiab tus nqi sib xws raug muab rho tawm los ntawm 360. Yog tias lwm nqe lus tau ua tiav, MPU nqe lus sib npaug raug rho tawm los ntawm tus neeg siv cov lus nkag mus. Cov xwm txheej no tau siv los txhawm rau kom tsis tsuas yog tau txais tus nqi raug rau NeoPixel, tab sis kom tsis txhob tau txais tus nqi sab nraud ntawm qhov lees paub ntau yam, uas yog los ntawm 0 txog 359 qib.