Difference between revisions of "Matrix - 3-Axis Digital Compass"
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$ matrix-3_axis_digital_compass | $ matrix-3_axis_digital_compass | ||
Revision as of 07:13, 2 September 2015
English
Contents
1 介绍
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
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：
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
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
注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件正常连接。
$ 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
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_Compass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-3_Axis_Digital_Compass的测试程序 注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件正常连接。
$ 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; }
