HMC5883L 轉換方向角與簡易校準方法

研究了一晚上稍微有點成果分享下

HMC5883L使用i2c接口，接線很容易

以Arduino Uno為例：

SDA to A4 

SCL to A5

Vcc to 3.3V

GND to GND

基本原理很簡單：

方向角其實就是X軸和Y軸讀數的反正切

而校準其實就是要排除環境中的磁場對地磁場的幹擾

另外别忘了當地的磁偏角

如下代碼沒有使用專門的傳感器庫

上電後先進行20秒校準，請把傳感器任意亂轉，各個方向都要轉到

然後就會顯示校準值，然後持續顯示初始值和方向角

不知道怎麼在ide裡面用中文寫注釋，是以就保留英文了

個人測試下來和手機上的指南針相差不超過5度，更精細的校準待研究

剛剛接觸Arduino，望高手指教

[cpp]  view plain  copy

1. #include <Wire.h> //I2C 庫  
2. #define address 0x1E //001 1110b(0x3C>>1), HMC5883的7位i2c位址  
3. #define MagnetcDeclination 4.43 //筆者所在地磁偏角，請根據情況自行百度  
4. #define CalThreshold 0  
5. int offsetX,offsetY,offsetZ;  
6. void setup()  
7. {  
8.   //初始化序列槽和i2c  
9.   Serial.begin(9600);  
10.   Wire.begin();  
11.   //設定HMC5883模式  
12.   Wire.beginTransmission(address); //開始通信  
13.   Wire.write(0x00); //選擇配置寄存器A  
14.   Wire.write(0x70); //0111 0000b，具體配置見資料手冊  
15.   Wire.endTransmission();  
16.   Wire.beginTransmission(address);  
17.   Wire.write(0x02); //選擇模式寄存器  
18.   Wire.write(0x00); //連續測量模式:0x00,單一測量模式:0x01  
19.   Wire.endTransmission();  
20.   calibrateMag();  
21. }  
22. void loop()  
23. {  
24.   int x,y,z; //三軸資料  
25.   getRawData(&x,&y,&z);  
26.   //輸出資料  
27.   Serial.print("x: ");  
28.   Serial.print(x);  
29.   Serial.print("  y: ");  
30.   Serial.print(y);  
31.   Serial.print("  z: ");  
32.   Serial.print(z);  
33.   Serial.print(" angle(x,y): ");  
34.   Serial.println(calculateHeading(&x,&y,&z));//輸出x,y平面方向角  
35.   delay(250);  
36. }  
37. void getRawData(int* x ,int* y,int* z)  
38. {  
39.   Wire.beginTransmission(address);  
40.   Wire.write(0x03); //從寄存器3開始讀資料  
41.   Wire.endTransmission();  
42.   //每軸的資料都是16位的  
43.   Wire.requestFrom(address, 6);  
44.   if(6<=Wire.available()){  
45.     *x = Wire.read()<<8; //X msb，X軸高8位  
46.     *x |= Wire.read(); //X lsb，X軸低8位  
47.     *z = Wire.read()<<8; //Z msb  
48.     *z |= Wire.read(); //Z lsb  
49.     *y = Wire.read()<<8; //Y msb  
50.     *y |= Wire.read(); //Y lsb  
51.   }  
52. }  
53. int calculateHeading(int* x ,int* y,int* z)  
54. {  
55.   float headingRadians = atan2((double)((*y)-offsetY),(double)((*x)-offsetX));  
56.   // 保證資料在0-2*PI之間  
57.   if(headingRadians < 0)  
58.     headingRadians += 2*PI;  
59.   int headingDegrees = headingRadians * 180/M_PI;  
60.   headingDegrees += MagnetcDeclination; //磁偏角  
61.   // <span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">保證資料在0-360之間</span>  
62.   if(headingDegrees > 360)  
63.     headingDegrees -= 360;  
64.   return headingDegrees;  
65. }  
66. void calibrateMag()  
67. {  
68.   int x,y,z; //三軸資料  
69.   int xMax, xMin, yMax, yMin, zMax, zMin;  
70.   //初始化  
71.   getRawData(&x,&y,&z);    
72.   xMax=xMin=x;  
73.   yMax=yMin=y;  
74.   zMax=zMin=z;  
75.   offsetX = offsetY = offsetZ = 0;  
76.   Serial.println("Starting Calibration......");  
77.   Serial.println("Please turn your device around in 20 seconds");  
78.   for(int i=0;i<200;i++)  
79.   {  
80.     getRawData(&x,&y,&z);  
81.     // 計算最大值與最小值  
82.     // 計算傳感器繞X,Y,Z軸旋轉時的磁場強度最大值和最小值  
83.     if (x > xMax)  
84.       xMax = x;  
85.     if (x < xMin )  
86.       xMin = x;  
87.     if(y > yMax )  
88.       yMax = y;  
89.     if(y < yMin )  
90.       yMin = y;  
91.     if(z > zMax )  
92.       zMax = z;  
93.     if(z < zMin )  
94.       zMin = z;  
95.     delay(100);  
96.     if(i%10 == 0)  
97.     {  
98.       Serial.print(xMax);  
99.       Serial.print(" ");  
100.       Serial.println(xMin);  
101.     }  
102.   }  
103.   //計算修正量  
104.   if(abs(xMax - xMin) > CalThreshold )  
105.     offsetX = (xMax + xMin)/2;  
106.   if(abs(yMax - yMin) > CalThreshold )  
107.     offsetY = (yMax + yMin)/2;  
108.   if(abs(zMax - zMin) > CalThreshold )  
109.     offsetZ = (zMax +zMin)/2;  
110.   Serial.print("offsetX:");  
111.   Serial.print("");  
112.   Serial.print(offsetX);  
113.   Serial.print(" offsetY:");  
114.   Serial.print("");  
115.   Serial.print(offsetY);  
116.   Serial.print(" offsetZ:");  
117.   Serial.print("");  
118.   Serial.println(offsetZ);  
119.   delay(5000);    
120. }  

把冗長的資料手冊讀完了，有人想看的話，可以把自測試模式，空閑模式等的使用方法也寫一下

參考資料：

https://www.sparkfun.com/tutorials/301

轉自：http://blog.csdn.net/do335maomao/article/details/43916467