지자기를 참고로 센서와 자기선의 각도를 측정하여 방위 데이터를 얻을 수 있어 정확한 방향 제어를 실현할 수 있다. 여기서는 지자기 센서 (디지털 나침반 또는 전자 나침반이라고도 함) 와 그 사용 방법에 대해 논의할 것이다.
일반적으로 사용되는 지자기 센서는 주로 비스칼의 MAG 시리즈와 호니웰의 HMC 시리즈입니다. 시중에서 흔히 볼 수 있는 호니웰 HMC5883 의 지자기 센서에 대해 살펴보겠습니다.
HMC5883 은 고도로 통합된 IIC 디지털 인터페이스를 갖춘 표면 장착 약한 자기 센서 칩입니다. 여기에는 최신 고해상도 HMC 1 18X 시리즈 자기 저항 센서와 호니웰 특허 집적 회로 (증폭기, 자동 자기 제거 드라이브, 편차 보정 등) 가 포함되어 있습니다. ). 나침반 정밀도를 1 ~ 2 사이로 제어하는 12 비트 아날로그-디지털 변환기가 있습니다. 호니웰의 자기 센서는 저자기장 센서 업계에서 가장 민감하고 신뢰할 수 있는 센서이다. 측정 범위는 밀리가우스에서 8 가우스까지입니다.
HMC5883 의 작동 전압은 2. 16V~3.6V 사이이며, 일반적인 값은 3.3V 입니다. 작동 전압은 저압이지만 데이터 포트의 전압은 VDDIO 포트를 통해 지정할 수 있으므로 단일 칩 마이크로 컴퓨터와 인터페이스하는 두 가지 방법이 있습니다. 하나는 5V 모드이고 하나는 3.3V 모드입니다.
HMC5883 의 전기 매개변수 및 특성은 HMC5883 을 사용하여 지자기 데이터를 얻는 방법에 대해서만 설명하는 데이터 브로셔를 참조하십시오. 모듈의 제어는 일반적으로 해당 레지스터를 작성하여 이루어지므로 먼저 HMC5883 레지스터를 살펴보겠습니다. HMC5883 총 12 그룹 레지스터 중 6 그룹은 X, Y, Z 3 축 데이터를 저장하고 나머지 6 그룹은 제어 레지스터입니다.
모든 IIC 버스 장치와 마찬가지로 HMC5883 에도 고정 디바이스 주소가 있습니다. 데이터 브로셔에 따라 HMC5883 의 기본 슬레이브 주소는 0x3C (쓰기 방향) 또는 0x3D (읽기 방향) 입니다. 또한 단일 디스크와의 통신을 최소화하기 위해 HMC5883 은 호스트 개입 없이 주소 포인터를 자동으로 업데이트할 수 있습니다. 포인터 업데이트에는 두 가지 원칙이 있습니다. 먼저 액세스한 주소가 12 (즉, ID 레지스터 C) 이상인 경우 포인터가 주소 00 (즉, 자동으로 시작으로 돌아가기) 으로 업데이트됩니다. 둘째, 액세스한 주소가 8 (Y 의 LSB 레지스터) 에 도달하면 포인터가 주소 03 (X 의 MSB 레지스터) 으로 롤백됩니다. 이렇게 하면 주소 03~0 8 이 반복적으로 읽을 측정 데이터를 저장하기 때문에 읽을 때 주소 포인터가 자동으로 순환하여 주소를 재설정하는 코드를 크게 줄이고 액세스 효율성을 높일 수 있습니다. 다른 IIC 장치와 마찬가지로 주소 포인터를 지정된 레지스터 주소로 이동하려면 먼저 레지스터 주소에 쓰기 명령을 실행한 다음 주소 비트를 실행합니다. 예를 들어 주소 포인터가 레지스터 10 을 가리키게 하고, 실행된 명령은 0 x3C (쓰기 방향) 0 x0A (주소 10) 입니다. 구성 레지스터 A (주소 00) 는 주로 출력 샘플 평균, 출력 속도, 측정 구성 비트 및 기타 관련 매개변수를 설정하는 데 사용됩니다. 일반 응용 프로그램의 경우 변경하지 않고 기본값 (샘플 평균 8, 출력 속도 15Hz, 일반 측정 구성) 을 적용할 수 있습니다. 변경이 정말로 필요한 경우 경영진의 데이터 브로셔를 자세히 참조하십시오. 구성 레지스터 B (주소 0 1) 는 주로 게인을 설정하는 데 사용되며, 기본값은 변경 없이 일반 응용 프로그램에도 사용할 수 있습니다. 변경이 정말로 필요한 경우 경영진의 데이터 브로셔를 자세히 참조하십시오. 모드 레지스터 (주소 0 2) 는 HMC5883 의 작동 모드를 선택하는 데 사용됩니다. 연속 측정 모드 (마지막 두 자리는 00), 단일 측정 모드 (마지막 두 자리는 0 1) 및 유휴 모드 (마지막 두 자리는 1 0 또는1/kr) 의 세 가지 작동 모드가 있습니다 기본값은 1 회 측정 모드이며 일반적으로 연속 측정 모드로 변경해야 합니다. 레지스터의 마지막 두 자리 숫자만 00 으로 변경하기만 하면 됩니다. 상태 레지스터 (주소 0-9) 는 주로 장치의 현재 상태를 제공하는 데 사용됩니다. 마지막 두 자리만 유효하고, 마지막 한 자리는 준비위다. 준비 위치가 배치된 후에만 부품이 작동할 수 있습니다. 끝에서 두 번째는 데이터 출력 레지스터 잠금 비트입니다. 이 위치 비트에서는 측량 데이터를 읽을 때까지 측량 데이터가 업데이트되지 않습니다. 일반적으로 일반 응용 프로그램은 적절한 지연으로 레지스터 상태를 읽을 수 있으며, 읽기 빈도가 매우 높지 않으면 레지스터 상태를 읽을 필요가 없습니다. 여기서는 식별 레지스터 A (주소 10) 에서 식별 레지스터 C (주소 12) 까지 필요하지 않으므로 논의하지 않겠습니다. 필요한 경우 데이터 설명서를 직접 읽어 보십시오. 당시 HMC5883 에는 자체 테스트와 같은 다른 실용적인 기능이 있었습니다. 자체 테스트 기능 모듈이 장착되어 있으며, 자기 센서 바이어스 밴드를 사용하여 자체 테스트를 위한 공칭 자기장 강도를 생성하여 품질을 입증합니다. 또한 정확한 자기 측정을 위해 주변 자기장으로 인한 간섭을 보정하는 척도 계수 보정 기능도 있습니다. 예를 들어 HMC5883 의 구체적인 응용을 살펴 보겠습니다.
예: 단일 칩 마이크로 컴퓨터는 HMC5883 의 지자기 데이터를 읽고 정남의 각도 데이터로 변환하여 LCD 16 02 로 표시합니다. 마이크로컨트롤러는 ATMega 16 을 사용하며 HMC5883 에 대한 연결은 5V 모드입니다. HMC5883 의 SDA 및 SCL 터미널은 각각 ATMega 16 의 TWI 터미널 (PC 1 및 PC0) 에 연결되며 LCD 1602 는 이전과 같은 방식으로 연결됩니다