Difference between revisions of "Matrix - 3-Axis Digital Compass"

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==介绍==
 
==介绍==
 
[[File:Example.jpg|thumb|3-Axis Digital Accelerometer]]
 
[[File:Example.jpg|thumb|3-Axis Digital Accelerometer]]
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此配件搭载了一颗HMC5883L芯片，HMC5883L是Honeywel公司的一款三轴数字指南针芯片，12-bit ADC，精度可达1～2度，采用I2C方式通讯。此配件集成了3.3V电源转换IC给HMC5883L供电，您只需连接5V电源和主控的I2C接口就可以使用。
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模块Matrix-3_Axis_Digital_Compass上搭载了一颗HMC5883L芯片，HMC5883L是Honeywel公司的一款三轴数字指南针芯片，12-bit ADC，精度可达1～2度，采用I2C方式通讯。此配件集成了3.3V电源转换IC给HMC5883L供电，您只需连接5V电源和主控的I2C接口就可以使用。
  
  
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[[File:Example.jpg|frameless|400px|重力加速度PCB]]
 
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==工作原理==
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引脚说明:
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我们的指南针模块就是通过测量环境的磁场，从而运算得出模块现时所指的方向角度。
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* GND===>接地
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指南针模块的返回值范围是0～360度。除了可以进行每秒数千次的角度测量，它能让客户自己定义方向，纠正磁场环境偏差等。HMC5883LL 使用是一个IIC 协议所定义的简化后的通信接口协议，通过这一文件，数据传输速率是标准模式100kbps 或400kbps 速率，如I2C 总线规格中所规定。总线位格式是一个8 位数据/地址传送和1 位应答位。格式的数据字节（有效载荷）应区分HMC5883L 从机上的大小写的ASCII 字符或二进制数据，以及返回的二进制数据。
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* 5V  ===>接5V
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* SCL===>I2C SCL
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* SDA===>I2C SDA
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==使用方法==
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===连接===
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::GND针脚:    接地
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::5V:  接5V
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::SCL:  I2C SCL
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::SDA:  I2C SDA
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*连接到NanoPi
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[[File:pass&NanoPi.png|frameless|400px|NanoPi+pass]]
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*连接到TINY4412 SDK 1506
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[[File:compass&tiny4412.png|frameless|400px|tiny4412+compass]]
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==工作原理==
 
==工作原理==
 
*HMC5883L 是一款小巧的高集成三轴数字指南针芯片，包含最先进的高分辨率HMC118X系列磁阻传感器，并附带Honeywel专利的集成电路包括放大器、自动消磁驱动器、偏差校准、能使指南针精度控制在1°~2°的12位模数转换器，能在±8高斯的磁场中实现5毫高斯分辨率测量。  
 
*HMC5883L 是一款小巧的高集成三轴数字指南针芯片，包含最先进的高分辨率HMC118X系列磁阻传感器，并附带Honeywel专利的集成电路包括放大器、自动消磁驱动器、偏差校准、能使指南针精度控制在1°~2°的12位模数转换器，能在±8高斯的磁场中实现5毫高斯分辨率测量。  
 
*片内的磁阻元件两两对齐，形成一个共同的敏感轴(如图上的箭头所示)，在磁场存在的情况下，磁阻传感器的变化将引起跨电桥输出电压的相应变动。随着磁场在敏感方向上不断增强，电压也就正向增长，输出与沿着该轴方向上的磁阻元件变化成比例，其他磁阻电桥放置在正交方向上，就能精密测量其他方向的磁场强度。 传感器内部还可产生标准磁场而进行的自测试(不论是正向配置还是负向配置)，再去测量此标准磁场强度并输出。
 
*片内的磁阻元件两两对齐，形成一个共同的敏感轴(如图上的箭头所示)，在磁场存在的情况下，磁阻传感器的变化将引起跨电桥输出电压的相应变动。随着磁场在敏感方向上不断增强，电压也就正向增长，输出与沿着该轴方向上的磁阻元件变化成比例，其他磁阻电桥放置在正交方向上，就能精密测量其他方向的磁场强度。 传感器内部还可产生标准磁场而进行的自测试(不论是正向配置还是负向配置)，再去测量此标准磁场强度并输出。
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*而这里采用I2C通信，接线方式如下图：
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*这里采用I2C通信，接线方式如下图：
 
[[File:三轴重力.png|frameless|400px|三轴重力加速度]]
 
[[File:三轴重力.png|frameless|400px|三轴重力加速度]]
  
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==下载Matrix源码==
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Matrix配件相关的代码是完全是开源的，统一由一个仓库进行管理：git://github.com/friendlyarm/matrix.git <br>
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该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。<br>
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*matrix-nanopi分支包含了matrix对NanoPi的支持；
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*matrix-tiny4412分支包含了matrix对Tiny4412的支持；
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*matrix-raspberrypi分支包含了matrix对RaspberryPi的支持；
  
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===Linux下的C示例===
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在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ sudo apt-get install git
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</syntaxhighlight>
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克隆matrix配件代码仓库
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ git clone git://github.com/friendlyarm/matrix.git
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</syntaxhighlight>
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克隆完成后会得到一个matrix目录，里面存放着所有matrix配件的代码。
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==与NanoPi连接使用==
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===准备工作===
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在NanoPi上运行Debian系统，安装并使用相应的编译器。参考wiki：[[http://wiki.friendlyarm.com/wiki/index.php/NanoPi]]
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===硬件连接===
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参考下图连接模块Matrix-3_Axis_Digital_Compass和NanoPi <br>
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[[File:matrix-3_axis_digital_compass_nanopi.jpg|frameless|600px|matrix-3_axis_digital_compass_nanopi]]
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===编译测试程序===
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进入matrix代码仓库，切换到matrix-nanopi分支
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ cd matrix
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$ git checkout matrix-nanopi
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</syntaxhighlight>
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编译matrix配件代码
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
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$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
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$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
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</syntaxhighlight>
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注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi-Debian配套的arm-linux-gcc.4.4.3。<br>
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编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/bin目录下，模块Matrix-3_Axis_Digital_Compass对应的测试程序为matrix-3_axis_digital_compass。<br>
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===运行测试程序===
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拷贝matrix相关的库文件和测试程序到NanoPi的文件系统上
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ cp install/bin/* nanopi_rootfs/bin/
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$ cp install/lib/* nanopi_rootfs/lib/ -d
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</syntaxhighlight>
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然后启动NanoPi，在Debian的shell终端中执行如下命令运行模块Matrix-3_Axis_Digital_Compass的测试程序 <br>
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ matrix-3_axis_digital_compass
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</syntaxhighlight>
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===代码展示===
 
<syntaxhighlight lang="c">
 
<syntaxhighlight lang="c">
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#include <stdio.h>
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int main(int argc, char ** argv)
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#include <stdlib.h>
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{
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    int devFD;
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    double angle;
  
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    if ((devFD = hmc5883Init()) == -1) {
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        printf("Fail to init hmc5883\n");
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        return -1;
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    }
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    if ((angle = hmc5883Read(devFD)) == -1) {
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        printf("Fail to read hmc5883\n");
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        hmc5883DeInit(devFD);
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        return -1;
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    }
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    printf("The angle is %f\n", angle);
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    printf("You are heading ");
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    if((angle < 22.5) || (angle > 337.5 )) {         
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        printf("South\n");
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    }
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    else if((angle > 22.5) && (angle < 67.5 )) {
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        printf("South-West\n");
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    }
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    else if((angle > 67.5) && (angle < 112.5 )) { 
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        printf("West\n");
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    }
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    else if((angle > 112.5) && (angle < 157.5 )) { 
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        printf("North-West\n");
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    }
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    else if((angle > 157.5) && (angle < 202.5 )) { 
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        printf("North\n");
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    }
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    else if((angle > 202.5) && (angle < 247.5 )) { 
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        printf("NorthEast\n");
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    }
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    else if((angle > 247.5) && (angle < 292.5 )) { 
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        printf("East\n");
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    }
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    else if((angle > 292.5) && (angle < 337.5 )) { 
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        printf("SouthEast\n");
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    }
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    hmc5883DeInit(devFD);
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    return 0;
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}
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
  
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===编译并运行示例===
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==与Tiny4412连接使用==
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===准备工作===
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参考Tiny4412光盘里的《友善之臂Ubuntu使用手册》，在Tiny4412上运行UbuntuCore系统，安装并使用相应的编译器。<br>
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注意：只能使用Tiny4412SDK-1506的底板。
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===硬件连接===
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参考下图连接模块Matrix-3_Axis_Digital_Compass和Tiny4412 <br>
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[[File:matrix-3_axis_digital_compass_tiny4412.jpg|frameless|600px|matrix-3_axis_digital_compass_tiny4412]]
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===编译测试程序===
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进入matrix代码仓库，切换到matrix-tiny4412分支
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
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$ cd matrix
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$ git checkout matrix-tiny4412
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</syntaxhighlight>
  
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编译matrix配件代码
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- clean
 +
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
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$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- install
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
−
将编译生成的adxl34x通过ftp上传到开发板上运行即可测试。
+
注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为tiny4412-UbuntuCore配套的arm-linux-gnueabihf-gcc-4.7.3。<br>
 +
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/bin目录下，模块Matrix-3_Axis_Digital_Compassr对应的测试程序为matrix-3_axis_digital_compass。
 +
 
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===运行测试程序===
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拷贝matrix相关的库文件和测试程序到Tiny4412的UbuntuCore的文件系统上
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ cp install/bin/* tiny4412_rootfs/bin/
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$ cp install/lib/* tiny4412_rootfs/lib/ -d
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</syntaxhighlight>
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然后启动Tiny4412，在UbuntuCore的shell终端中执行如下命令运行模块Matrix-Buzzer的测试程序
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ matrix-3_axis_digital_compass
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</syntaxhighlight>
 +
 
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===代码展示===
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<syntaxhighlight lang="c">
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int main(int argc, char ** argv)
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{
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    int devFD;
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    double angle;
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    if ((devFD = hmc5883Init()) == -1) {
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        printf("Fail to init hmc5883\n");
 +
        return -1;
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    }
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    if ((angle = hmc5883Read(devFD)) == -1) {
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        printf("Fail to read hmc5883\n");
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        hmc5883DeInit(devFD);
 +
        return -1;
 +
    }
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    printf("The angle is %f\n", angle);
 +
    printf("You are heading ");
 +
    if((angle < 22.5) || (angle > 337.5 )) {         
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        printf("South\n");
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    }
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    else if((angle > 22.5) && (angle < 67.5 )) {
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        printf("South-West\n");
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    }
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    else if((angle > 67.5) && (angle < 112.5 )) { 
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        printf("West\n");
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    }
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    else if((angle > 112.5) && (angle < 157.5 )) { 
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        printf("North-West\n");
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    }
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    else if((angle > 157.5) && (angle < 202.5 )) { 
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        printf("North\n");
 +
    }
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    else if((angle > 202.5) && (angle < 247.5 )) { 
 +
        printf("NorthEast\n");
 +
    }
 +
    else if((angle > 247.5) && (angle < 292.5 )) { 
 +
        printf("East\n");
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    }
 +
    else if((angle > 292.5) && (angle < 337.5 )) { 
 +
        printf("SouthEast\n");
 +
    }
 +
    hmc5883DeInit(devFD);
 +
    return 0;
 +
}
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</syntaxhighlight>
 +
 
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==与RaspberryPi连接使用==
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==与Arduino连接使用==
  
 
==相关资料==
 
==相关资料==

Revision as of 07:07, 2 September 2015

English

1 介绍

3-Axis Digital Accelerometer

模块Matrix-3_Axis_Digital_Compass上搭载了一颗HMC5883L芯片，HMC5883L是Honeywel公司的一款三轴数字指南针芯片，12-bit ADC，精度可达1～2度，采用I2C方式通讯。此配件集成了3.3V电源转换IC给HMC5883L供电，您只需连接5V电源和主控的I2C接口就可以使用。


2 特性

  • I2C，3.3V
  • 1～2度精度
  • 2.54mm排针接口，接线方便，通用性强
  • PCB尺寸（mm）：16x16

重力加速度PCB

引脚说明:

  • GND===>接地
  • 5V ===>接5V
  • SCL===>I2C SCL
  • SDA===>I2C SDA

3 工作原理

  • HMC5883L 是一款小巧的高集成三轴数字指南针芯片，包含最先进的高分辨率HMC118X系列磁阻传感器，并附带Honeywel专利的集成电路包括放大器、自动消磁驱动器、偏差校准、能使指南针精度控制在1°~2°的12位模数转换器，能在±8高斯的磁场中实现5毫高斯分辨率测量。
  • 片内的磁阻元件两两对齐，形成一个共同的敏感轴(如图上的箭头所示)，在磁场存在的情况下，磁阻传感器的变化将引起跨电桥输出电压的相应变动。随着磁场在敏感方向上不断增强，电压也就正向增长，输出与沿着该轴方向上的磁阻元件变化成比例，其他磁阻电桥放置在正交方向上，就能精密测量其他方向的磁场强度。 传感器内部还可产生标准磁场而进行的自测试(不论是正向配置还是负向配置)，再去测量此标准磁场强度并输出。
  • 这里采用I2C通信，接线方式如下图：

三轴重力加速度

4 下载Matrix源码

Matrix配件相关的代码是完全是开源的，统一由一个仓库进行管理：git://github.com/friendlyarm/matrix.git
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。

  • matrix-nanopi分支包含了matrix对NanoPi的支持；
  • matrix-tiny4412分支包含了matrix对Tiny4412的支持；
  • matrix-raspberrypi分支包含了matrix对RaspberryPi的支持；

在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例 

$ sudo apt-get install git

克隆matrix配件代码仓库 

$ git clone git://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个matrix目录，里面存放着所有matrix配件的代码。

5 与NanoPi连接使用

5.1 准备工作

在NanoPi上运行Debian系统，安装并使用相应的编译器。参考wiki：[[1]]

5.2 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-3_Axis_Digital_Compass和NanoPi
matrix-3_axis_digital_compass_nanopi

5.3 编译测试程序

进入matrix代码仓库，切换到matrix-nanopi分支 

$ cd matrix
$ git checkout matrix-nanopi

编译matrix配件代码 

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi-Debian配套的arm-linux-gcc.4.4.3。
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/bin目录下，模块Matrix-3_Axis_Digital_Compass对应的测试程序为matrix-3_axis_digital_compass。

5.4 运行测试程序

拷贝matrix相关的库文件和测试程序到NanoPi的文件系统上 

$ cp install/bin/* nanopi_rootfs/bin/
$ cp install/lib/* nanopi_rootfs/lib/ -d

然后启动NanoPi，在Debian的shell终端中执行如下命令运行模块Matrix-3_Axis_Digital_Compass的测试程序 

$ matrix-3_axis_digital_compass

5.5 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int devFD;
    double angle;
 
    if ((devFD = hmc5883Init()) == -1) {
        printf("Fail to init hmc5883\n");
        return -1;
    }
 
    if ((angle = hmc5883Read(devFD)) == -1) {
        printf("Fail to read hmc5883\n");
        hmc5883DeInit(devFD);
        return -1;
    }
    printf("The angle is %f\n", angle);
    printf("You are heading ");
    if((angle < 22.5) || (angle > 337.5 )) {           
        printf("South\n");
    }
    else if((angle > 22.5) && (angle < 67.5 )) {
        printf("South-West\n");
    }
    else if((angle > 67.5) && (angle < 112.5 )) {  
        printf("West\n");
    }
    else if((angle > 112.5) && (angle < 157.5 )) {  
        printf("North-West\n");
    }
    else if((angle > 157.5) && (angle < 202.5 )) {   
        printf("North\n");
    }
    else if((angle > 202.5) && (angle < 247.5 )) {  
        printf("NorthEast\n");
    }
    else if((angle > 247.5) && (angle < 292.5 )) {  
        printf("East\n");
    }
    else if((angle > 292.5) && (angle < 337.5 )) {   
        printf("SouthEast\n");
    }
    hmc5883DeInit(devFD);
    return 0;
}

6 与Tiny4412连接使用

6.1 准备工作

参考Tiny4412光盘里的《友善之臂Ubuntu使用手册》，在Tiny4412上运行UbuntuCore系统，安装并使用相应的编译器。
注意：只能使用Tiny4412SDK-1506的底板。

6.2 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-3_Axis_Digital_Compass和Tiny4412
matrix-3_axis_digital_compass_tiny4412

6.3 编译测试程序

进入matrix代码仓库，切换到matrix-tiny4412分支 

$ cd matrix
$ git checkout matrix-tiny4412

编译matrix配件代码 

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为tiny4412-UbuntuCore配套的arm-linux-gnueabihf-gcc-4.7.3。
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/bin目录下，模块Matrix-3_Axis_Digital_Compassr对应的测试程序为matrix-3_axis_digital_compass。

6.4 运行测试程序

拷贝matrix相关的库文件和测试程序到Tiny4412的UbuntuCore的文件系统上 

$ cp install/bin/* tiny4412_rootfs/bin/
$ cp install/lib/* tiny4412_rootfs/lib/ -d

然后启动Tiny4412，在UbuntuCore的shell终端中执行如下命令运行模块Matrix-Buzzer的测试程序 

$ matrix-3_axis_digital_compass

6.5 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int devFD;
    double angle;
 
    if ((devFD = hmc5883Init()) == -1) {
        printf("Fail to init hmc5883\n");
        return -1;
    }
 
    if ((angle = hmc5883Read(devFD)) == -1) {
        printf("Fail to read hmc5883\n");
        hmc5883DeInit(devFD);
        return -1;
    }
    printf("The angle is %f\n", angle);
    printf("You are heading ");
    if((angle < 22.5) || (angle > 337.5 )) {           
        printf("South\n");
    }
    else if((angle > 22.5) && (angle < 67.5 )) {
        printf("South-West\n");
    }
    else if((angle > 67.5) && (angle < 112.5 )) {  
        printf("West\n");
    }
    else if((angle > 112.5) && (angle < 157.5 )) {  
        printf("North-West\n");
    }
    else if((angle > 157.5) && (angle < 202.5 )) {   
        printf("North\n");
    }
    else if((angle > 202.5) && (angle < 247.5 )) {  
        printf("NorthEast\n");
    }
    else if((angle > 247.5) && (angle < 292.5 )) {  
        printf("East\n");
    }
    else if((angle > 292.5) && (angle < 337.5 )) {   
        printf("SouthEast\n");
    }
    hmc5883DeInit(devFD);
    return 0;
}

7 与RaspberryPi连接使用

8 与Arduino连接使用

9 相关资料

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