Bússola digital usando Arduino e magnetômetro HMC5883L: 6 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Oi, pessoal, Este sensor pode indicar o Norte geográfico, Sul, Leste e Oeste, nós, humanos, também podemos usá-lo quando necessário. Então. Neste artigo, vamos tentar entender como o sensor do magnetômetro funciona e como fazer a interface com um microcontrolador como o Arduino. Aqui construiremos uma bússola digital legal que nos ajudará a encontrar as direções, acendendo um LED apontando para a direção norte.

Esta bússola digital é perfeitamente fabricada em PCB pela LIONCIRCUITS. Experimentem, rapazes. A qualidade do PCB é muito boa.

Etapa 1: Hardware necessário

Os seguintes componentes foram usados:

• Arduino Pro mini
• Sensor magnetômetro HMC5883L
• Luzes LED - 8Nos
• Resistor 470Ohm - 8Nos
• Barrel Jack
• Um fabricante de PCB confiável como LionCircuits
• Programador FTDI para mini
• PC / laptop

Etapa 2: O que é um magnetômetro e como ele funciona?

Antes de mergulharmos no circuito, vamos entender um pouco sobre o magnetômetro e como eles funcionam. Como o nome sugere, o termo Magneto não se refere àquele mutante louco em maravilha que poderia controlar metais apenas tocando piano no ar. Ohh! Mas eu gosto daquele cara, ele é legal.

Um magnetômetro é na verdade um equipamento que pode detectar os pólos magnéticos da Terra e apontar a direção de acordo com eles. Todos nós sabemos que a Terra é um grande pedaço de um ímã esférico com Pólo Norte e Pólo Sul. E existe um campo magnético por causa disso. Um magnetômetro detecta esse campo magnético e, com base na direção do campo magnético, pode detectar a direção para a qual estamos olhando.

Etapa 3: Como funciona o módulo do sensor HMC5883L?

O HMC5883L sendo um sensor de magnetômetro faz a mesma coisa. Ele tem o IC HMC5883L que é da Honeywell. Este IC possui 3 materiais magneto-resistivos no seu interior, os quais estão dispostos nos eixos x, y e z. A quantidade de corrente que flui através desses materiais é sensível ao campo magnético da Terra. Portanto, ao medir a mudança na corrente que flui através desses materiais, podemos detectar a mudança no campo magnético da Terra. Uma vez que a mudança é um campo magnético é absorvido, os valores podem ser enviados para qualquer controlador embutido como um microcontrolador ou processador através do protocolo I2C.

Etapa 4: Diagrama de Circuito

O circuito para esta bússola digital baseada em Arduino é bastante simples, simplesmente temos que fazer a interface do sensor HMC5883L com o Arduino e conectar 8 LEDs aos pinos GPIO do Arduino Pro mini. O diagrama completo do circuito é mostrado na imagem acima.

O módulo Sensor possui 5 pinos dos quais o DRDY (Data Ready) não é usado em nosso projeto, pois estamos operando o sensor em modo contínuo. O Vcc e o pino de aterramento são usados para alimentar o Módulo com 5 V da placa Arduino. O SCL e o SDA são as linhas de barramento de comunicação I2C conectadas aos pinos I2C A4 e A5 do Arduino Pro mini, respectivamente. Como o próprio módulo possui um resistor de tração alta nas linhas, não há necessidade de adicioná-los externamente.

Para indicar a direção, usamos 8 LEDs, todos conectados aos pinos GPIO do Arduino por meio de um resistor limitador de corrente de 470 Ohms. O circuito completo é alimentado por uma bateria de 9V através do Jack barril. Este 9 V é fornecido diretamente ao pino Vin do Arduino, onde é regulado para 5 V usando o regulador integrado no Arduino. Esses 5 V são então usados para alimentar o sensor e também o Arduino.

Etapa 5: Consideração de Parâmetros para Design de PCB

1. A espessura da largura do traço é de no mínimo 8 mil.

2. A lacuna entre o cobre plano e o traço de cobre é de no mínimo 8 mil.

3. A lacuna entre um traço a traçar é de no mínimo 8 mil.

4. O tamanho mínimo da broca é 0,4 mm.

5. Todas as trilhas que possuem o caminho atual precisam de trilhas mais espessas.

Etapa 6: Fabricação

Você pode desenhar o esquema PCB com qualquer software conforme sua conveniência.

Aqui, eu tenho meu próprio projeto e arquivo Gerber anexado. Depois de gerar o arquivo Gerber, você pode enviá-lo para qualquer fabricante de PCB.

Opinião pessoal: Faça o upload em LIONCIRCUITS e você pode fazer um pedido online. É muito fácil fazer upload e solicitar em sua plataforma automatizada.