Застосування апаратно-обчислювальної платформи «Arduino» щодо програмування автомобільних комп’ютерних систем

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Кафедра інформаційних технологій та мехатроніки

Курсова робота з дисципліни

«Мікропроцесорні пристрої»

На тему: «Застосування апаратно-обчислювальної платформи «Arduino»щодо програмування автомобільних комп’ютерних систем»

Варіант №9 (Підключення цифрового компаса HMC5883L до Arduino UNO і цифровий компас HMC5883L)

Студент 3 курсу групи РК-31

напрямком підготовки 6.050201 “ Системна інженерія ”

спеціальність « Комп’ютерні системи управління рухомими об’єктами (на автомобільному транспорту) »

Керівник професор кафедри

Інформаційних технологій та мехатроніки доктор технічних наук_________________________

Національна шкала __________________

Кількість балів______________________

Оцінка: ECTS_______________________

Харків 2013

Содержание

Вступление……………………..

Раздел 1.Arduino UNO - цифровой компас HMC5883L ….

1.1 Подключение……………………..

1.2 Код работы с датчиком……………………….

Раздел 2.Работа с магнитометром HMC5883L ……………………

2.1 Обозначение выводов………………………………

2.2 Схема подключения ………………………………………….

Раздел 3. Работа по шине I2C ……………………

3.1 Configuration Register A (CRA)………………………………

3.2 Configuration Register B (CRB)………………………………………….

3.3 Mode Register (MR) …………………………………………………………...

Раздел 4. Интерфейс на транзисторе…………………………………………….

4.1.Согласование уровней шины I2C…………………………………………….

4.2.Схема с интерфейсом I2C………………………………………………………

Вывод……………………………………………………………………………..

Список используемой литературы………………………………………………..

Вступление

Если у нас нет GPS Приемника, а мы хотим, как то ориентироваться в пространстве, то можно использовать цифровой компас, который реагирует на магнитную составляющую нашей планеты и  можно определить положение соответствующих полюсов. Понятно все относительно, поскольку этот прибор будет так же чувствителен к любым магнитным возмущениям, которые находятся вблизи, если говорить на такую схему в автомобиле, не известно будит ли оно работать  вообще. Так как очень много компонентов, которые представляют собой магнитное поле, те же динамики.

Используется в различных летательных аппаратах, квадрокоптерах, в сотовых телефонах, смартфонах. Для игрушек определения горизонта, определения, где юг, где запад, где  восток. Для GPS координаты определяются в точке, но мы не знаем  куда смотрим, то есть без движения мы не узнаем где мы находимся и как передвигаемся. Компас  сразу подскажет, куда наш смартфон направлен.

Чем интересен датчик HMC5883L?У него выход цифровой, шина I2C. Шина I2C и 2С - это Шина придуманная корпорацией Philips, это двухпроводная шина, последовательная передача данных, не очень скоростная шина данных. Изначально была изобретена  Philips для взаимодействия микросхем внутри  телевизионного приемника, но очень понравилась разработчикам и сейчас это фактический файл, в котором как в любом микроконтроллере есть соответствующая аппаратная реализация шины I2C.Соответственно датчик полностью с цифровым выходом и на выходе мы получаем коды, которыми можно запрограммировать датчик и получить соответствующие значения.

Если говорить о датчиках ускорений, то они не очень дорогие. То есть технология, сначала была дорогой, но за счет того, что электроника очень быстро развивается фактически соответствующие сенсоры, датчики стали очень популярны и доступны для различных электронных систем.

Так же и здесь пример программы, поскольку датчик цифровой. Здесь не все так просто когда применяют датчики. Сначала нужно инициализировать датчик, указать чувствительность с какой частотой он будет работать, какие-то установить переменные и затем далее вызывается  функция готовой под-программы для того, чтобы получить значения направления как расположен  соответственно датчик относительно сторон света.

1.Arduino UNO - цифровой компас HMC5883L

Рис.1. Микросхема HMC5883L

Микросхема HMC5883L представляет собой 3-х осевой цифровой компас, представлена на (Рис.1), работающий по шине I²C. В качестве сенсоров используется три магниторезистивных датчика. Разработчик: компания Honeywell. Напряжение питания составляет 2.2-3.6В. Чувствительность датчика составляет 5 миллигаусс.

Датчик может использоваться в мобильных телефонах, планшетах, навигационном оборудовании и прочей потребительской электронике, но для радиолюбителей он может быть интересен тем, что цифровой компас может очень пригодится при конструировании роботов и радиоуправляемых моделей. В данном уроке мы рассмотрим подключение HMC5883L к Arduino. Т.к. датчик работает по шине I²C, то схема подключения предельно проста, разработанная с помощью программы Fritzing. Подключение цифрового  компаса  HMC5883L к Arduino UNO, представлено на (Рис.2):

Рис.2. Схема разработанная с помощью программы Fritzing

Подключение цифрового  компаса  HMC5883L к Arduino UNO.

Т.к. сам чип компаса очень маленький 3x3 мм (16-ти выводной LPCC корпус), то некоторые фирмы выпускают платы с удобными выводами для подключения и распаянными подтягивающими резисторами.

1.1 Подключение