Arduino学习笔记A3 - Arduino连接HMC5883L三轴电子罗盘传感器

Ansifa

Arduino连接HMC5883L三轴电子罗盘传感器

用途：测量地磁方向，测量物体静止时候的方向，测量传感器周围磁力线的方向。注意，测量地磁时候容易受到周围磁场影响，

主芯片HMC5883三轴磁阻传感器特点（抄自网上）：
1，数字量输出：I2C数字量输出接口，设计使用非常方便。
2，尺寸小: 3x3x0.9mm LCC封装，适合大规模量产使用。
3，精度高：1－2度，内置12位A/D,OFFSET, SET/RESET 电路，不会出现磁饱和现象，不会有累加误差。
4，支持自动校准程序，简化使用步骤，终端产品使用非常方便。
5，内置自测试电路，方便量产测试，无需增加额外昂贵的测试设备。
6，功耗低：供电电压1.8V, 功耗睡眠模式-2.5uA 测量模式-0.6mA



连接方法：
只要连接VCC，GND，SDA，SCL四条线。

Arduino GND -> HMC5883L GND

Arduino 3.3V -> HMC5883L VCC

Arduino A4 (SDA) -> HMC5883L SDA

Arduino A5 (SCL) -> HMC5883L SCL

(注意，接线是A4，A5，不是D4,D5)



程序编写：

• 下载HMC5883L库文件。下载地址：http://soft2.wmzhe.com/download/AnsifaArduino/HMC5883L.zip
• 解压HMC5883L库文件到arduino文件夹：arduino-0022\libraries下面。
• 编写以下程序，下载下面测试程序到arduino：

#include <Wire.h>
#include <HMC5883L.h>
HMC5883L compass;
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  compass = HMC5883L();
  compass.SetScale(1.3);
  compass.SetMeasurementMode(Measurement_Continuous);
}
void loop()
{
  MagnetometerRaw raw = compass.ReadRawAxis();
  MagnetometerScaled scaled = compass.ReadScaledAxis();
  float xHeading = atan2(scaled.YAxis, scaled.XAxis);
  float yHeading = atan2(scaled.ZAxis, scaled.XAxis);
  float zHeading = atan2(scaled.ZAxis, scaled.YAxis);
  if(xHeading < 0) xHeading += 2*PI;
  if(xHeading > 2*PI) xHeading -= 2*PI;
  if(yHeading < 0) yHeading += 2*PI;
  if(yHeading > 2*PI) yHeading -= 2*PI;
  if(zHeading < 0) zHeading += 2*PI;
  if(zHeading > 2*PI) zHeading -= 2*PI;
  float xDegrees = xHeading * 180/M_PI;
  float yDegrees = yHeading * 180/M_PI;
  float zDegrees = zHeading * 180/M_PI;
  Serial.print(xDegrees);
  Serial.print(",");
  Serial.print(yDegrees);
  Serial.print(",");
  Serial.print(zDegrees);
  Serial.println(";");
  delay(100);
}

打开Arduino串口监视器即可看到结果（X平面角度，Y平面角度，Z平面角度）：

dongxiaown

我按照上面的做了，为什么还是出错啊，求大神解答：

F:\arduino\arduino-1.0-windows\arduino-1.0\libraries\HMC5883L\HMC5883L.cpp:23:23: error: WProgram.h: No such file or directory
F:\arduino\arduino-1.0-windows\arduino-1.0\libraries\HMC5883L\HMC5883L.cpp: In member function 'void HMC5883L::Write(int, int)':
F:\arduino\arduino-1.0-windows\arduino-1.0\libraries\HMC5883L\HMC5883L.cpp:110: error: 'class TwoWire' has no member named 'send'
F:\arduino\arduino-1.0-windows\arduino-1.0\libraries\HMC5883L\HMC5883L.cpp:111: error: 'class TwoWire' has no member named 'send'
F:\arduino\arduino-1.0-windows\arduino-1.0\libraries\HMC5883L\HMC5883L.cpp: In member function 'uint8_t* HMC5883L::Read(int, int)':
F:\arduino\arduino-1.0-windows\arduino-1.0\libraries\HMC5883L\HMC5883L.cpp:118: error: 'class TwoWire' has no member named 'send'
F:\arduino\arduino-1.0-windows\arduino-1.0\libraries\HMC5883L\HMC5883L.cpp:129: error: 'class TwoWire' has no member named 'receive'

ck59505

LZ好啊，我想问问如果我用的是HMC5843 ，应该还是一样的吧，就稍微改改就好了。。。

还有就是   if(xHeading < 0) xHeading += 2*PI;
  if(xHeading > 2*PI) xHeading -= 2*PI;
  if(yHeading < 0) yHeading += 2*PI;
  if(yHeading > 2*PI) yHeading -= 2*PI;
  if(zHeading < 0) zHeading += 2*PI;
  if(zHeading > 2*PI) zHeading -= 2*PI;
这一段是不是把，x,y,z局限于一定的范围呢。。。。新人，求指教。。。多些LZ了

ck59505

ck59505 发表于 2011-10-19 22:08
LZ好啊，我想问问如果我用的是HMC5843 ，应该还是一样的吧，就稍微改改就好了。。。

还有就是   if(xHea ...

哦，谢谢啦，还有我弱弱的问问。。。PI表示的是Arduino从传感器的来的数据吗，随着物体的移动，传来的PI值就不相同
额。。还是说是 π。。。

黑马

ck59505 发表于 2011-10-20 15:32
哦，谢谢啦，还有我弱弱的问问。。。PI表示的是Arduino从传感器的来的数据吗，随着物体的移动，传来的P ...

PI是圆周率，其实这个库文件已经把能做的都做了，直接读就行，这一大坨代码无非是变变数据的格式

Randy

好东西，但是不知道这些数字是怎么分析的呢？

树·水·风

试问一下上面的模块和你使用的模块有什么区别吗？因为上面只有4个接口，而且没有针脚，要自己焊接挺麻烦的。

弘毅

树·水·风 发表于 2012-3-7 16:15
试问一下上面的模块和你使用的模块有什么区别吗？因为上面只有4个接口，而且没有针脚，要自己焊接挺麻烦的 ...

这种模块，只能3.3V供电，没有上拉电阻，所以连接arduino板子，上拉电阻需要手工接。其他没区别

树·水·风

弘毅 发表于 2012-3-7 17:50
这种模块，只能3.3V供电，没有上拉电阻，所以连接arduino板子，上拉电阻需要手工接。其他没区别

哦，谢谢。我在淘宝上搜，有引脚的要贵很多，自己又没有焊接的经验，有点囧啊

Randy

最近在玩这个东西，刚刚测试了一下。我也来提供一下测出地磁场角度的程序！

1. /*
   
2. HMC5883L_Example.pde - Example sketch for integration with an HMC5883L triple axis magnetomerwe.
   
3. Copyright (C) 2011 Love Electronics (loveelectronics.co.uk)
   
4. 
   
5. This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   
6. it under the terms of the version 3 GNU General Public License as
   
7. published by the Free Software Foundation.
   
8. 
   
9. This program is distributed in the hope that it will be useful,
   
10. but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
    
11. MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
    
12. GNU General Public License for more details.
    
13. 
    
14. You should have received a copy of the GNU General Public License
    
15. along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
    
16. 
    
17. */
    
18. 
    
19. // Reference the I2C Library
    
20. #include <Wire.h>
    
21. // Reference the HMC5883L Compass Library
    
22. #include <HMC5883L.h>
    
23. 
    
24. // Store our compass as a variable.
    
25. HMC5883L compass;
    
26. // Record any errors that may occur in the compass.
    
27. int error = 0;
    
28. 
    
29. // Out setup routine, here we will configure the microcontroller and compass.
    
30. void setup()
    
31. {
    
32.   // Initialize the serial port.
    
33.   Serial.begin(9600);
    
34. 
    
35.   Serial.println("Starting the I2C interface.");
    
36.   Wire.begin(); // Start the I2C interface.
    
37. 
    
38.   Serial.println("Constructing new HMC5883L");
    
39.   compass = HMC5883L(); // Construct a new HMC5883 compass.
    
40.    
    
41.   Serial.println("Setting scale to +/- 1.3 Ga");
    
42.   error = compass.SetScale(1.3); // Set the scale of the compass.
    
43.   if(error != 0) // If there is an error, print it out.
    
44.     Serial.println(compass.GetErrorText(error));
    
45.   
    
46.   Serial.println("Setting measurement mode to continous.");
    
47.   error = compass.SetMeasurementMode(Measurement_Continuous); // Set the measurement mode to Continuous
    
48.   if(error != 0) // If there is an error, print it out.
    
49.     Serial.println(compass.GetErrorText(error));
    
50. }
    
51. 
    
52. // Our main program loop.
    
53. void loop()
    
54. {
    
55.   // Retrive the raw values from the compass (not scaled).
    
56.   MagnetometerRaw raw = compass.ReadRawAxis();
    
57.   // Retrived the scaled values from the compass (scaled to the configured scale).
    
58.   MagnetometerScaled scaled = compass.ReadScaledAxis();
    
59.   
    
60.   // Values are accessed like so:
    
61.   int MilliGauss_OnThe_XAxis = scaled.XAxis;// (or YAxis, or ZAxis)
    
62. 
    
63.   // Calculate heading when the magnetometer is level, then correct for signs of axis.
    
64.   float heading = atan2(scaled.YAxis, scaled.XAxis);
    
65.   
    
66.   // Once you have your heading, you must then add your 'Declination Angle', which is the 'Error' of the magnetic field in your location.
    
67.   // Find yours here: http://www.magnetic-declination.com/
    
68.   // Mine is: 2&#65533; 37' W, which is 2.617 Degrees, or (which we need) 0.0456752665 radians, I will use 0.0457
    
69.   // If you cannot find your Declination, comment out these two lines, your compass will be slightly off.
    
70.   float declinationAngle = 0.0457;
    
71.   heading += declinationAngle;
    
72.   
    
73.   // Correct for when signs are reversed.
    
74.   if(heading < 0)
    
75.     heading += 2*PI;
    
76.    
    
77.   // Check for wrap due to addition of declination.
    
78.   if(heading > 2*PI)
    
79.     heading -= 2*PI;
    
80.    
    
81.   // Convert radians to degrees for readability.
    
82.   float headingDegrees = heading * 180/M_PI;
    
83. 
    
84.   // Output the data via the serial port.
    
85.   Output(raw, scaled, heading, headingDegrees);
    
86. 
    
87.   // Normally we would delay the application by 66ms to allow the loop
    
88.   // to run at 15Hz (default bandwidth for the HMC5883L).
    
89.   // However since we have a long serial out (104ms at 9600) we will let
    
90.   // it run at its natural speed.
    
91.   // delay(66);
    
92. }
    
93. 
    
94. // Output the data down the serial port.
    
95. void Output(MagnetometerRaw raw, MagnetometerScaled scaled, float heading, float headingDegrees)
    
96. {
    
97.    Serial.print("Raw:\t");
    
98.    Serial.print(raw.XAxis);
    
99.    Serial.print("   ");   
    
100.    Serial.print(raw.YAxis);
     
101.    Serial.print("   ");   
     
102.    Serial.print(raw.ZAxis);
     
103.    Serial.print("   \tScaled:\t");
     
104.    
     
105.    Serial.print(scaled.XAxis);
     
106.    Serial.print("   ");   
     
107.    Serial.print(scaled.YAxis);
     
108.    Serial.print("   ");   
     
109.    Serial.print(scaled.ZAxis);
     
110. 
     
111.    Serial.print("   \tHeading:\t");
     
112.    Serial.print(heading);
     
113.    Serial.print(" Radians   \t");
     
114.    Serial.print(headingDegrees);
     
115.    Serial.println(" Degrees   \t");
     
116. }

复制代码

结果是这样的，问了HEAVEN的意思！




下面我又测了另外一个的结果，感觉奇怪，楼主懂什么原因？

Randy

树·水·风 发表于 2012-3-7 19:08
哦，谢谢。我在淘宝上搜，有引脚的要贵很多，自己又没有焊接的经验，有点囧啊

焊接这几个针非常的简单，慢慢来！

darkorigin

树·水·风 发表于 2012-3-7 19:08
哦，谢谢。我在淘宝上搜，有引脚的要贵很多，自己又没有焊接的经验，有点囧啊

不用焊，找个粗的排针，插进去就好，一般过孔都会有镀层。排针插进去和焊接差不读牢固，电信号也非常好（毕竟镀金层的导电能力还是很不错的）

darkorigin

楼主的代码用了，很爽，呵呵
纠结了3天了，就是为了测试新买的10轴模块的好坏
之前用MWC代码测试之后唯独就是HMC5883L的读数不正常，经过这个库文件和楼主的代码，测试很好，呵呵

darkorigin

弘毅 发表于 2012-3-7 17:50
这种模块，只能3.3V供电，没有上拉电阻，所以连接arduino板子，上拉电阻需要手工接。其他没区别

arduino不是自带了3.3v的口么？VCC接上去可以不？

另外， 感谢鸟版，感谢管理员弘毅大哥，感谢黑马版主，嘿嘿，最近讨教的东西太多了，你们的代码我也是一遍接一遍的“剽窃”。。。慢慢消化吧，呵呵，感谢能从你们这里学到东西嘿嘿！

Randy

darkorigin 发表于 2012-6-1 17:16
arduino不是自带了3.3v的口么？VCC接上去可以不？

另外， 感谢鸟版，感谢管理员弘毅大哥，感谢黑马版 ...

可以的，arduino板子上的3V3就是一好NCP1117转换出来所得的电压！可以直接使用！

cosailer

用HMC5883L读数结果不正常，误差很大。就是手动偏转90读的话，读数变化不是90度，有时候是120度，也有的时候是140度，非常诡异，大家有没有遇到过类似的情况？