Módulo GY-282: Bússola Triaxial - Ligando ao Arduino

Neste post vamos ver o básico da ligação do módulo GY-282 a um Arduino.

Hardware

A alimentação é feita através dos pinos VIN e GND, que podem ser ligados ao +5 e GND do Arduino (pois o módulo tem um regulador de tensão). Aliás, este regulador suporta ligar também diretamente ao 3.3V, e foi isto que usei.

Vamos fazer a ligação usando I2C, que é a configuração padrão do módulo. Como vimos recentemente, a ligação direta funciona mas não é o mais recomendável. Por este motivo, resolvi experimentar usar o circuito sugerido pela Philips, com o 2N7000:

A Sparkfun tem um tutorial para uso de uma placa deles que não tem o regulador de voltagem e usa um modelo diferente de bússola (HMC5883L). O I2C é ligado direto.

Software

O tutorial da Sparkfun tem um exemplo bem simples de leitura dos valores brutos. Embora o modelo da bússola seja diferente, a programação é igual (a diferença é que o HMC5983 tem o sensor de temperatura para corrigir as leituras). Eis o código, acertado para o Arduino 1.0.5 (os métodos de TwoWire mudaram de nome):

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1. /* 
2. An Arduino code example for interfacing with the HMC5883 
3.  
4. by: Jordan McConnell 
5.  SparkFun Electronics 
6.  created on: 6/30/11 
7.  license: OSHW 1.0, http://freedomdefined.org/OSHW 
8.  
9. Analog input 4 I2C SDA 
10. Analog input 5 I2C SCL 
11.  
12. Alterado por DQ em 28/06/15 para Arduino 1.0.5 
13. Codigo compativel com o HMC5983 do modulo GY-282 
14. */  
15.   
16. #include <Wire.h> //I2C Arduino Library  
17.   
18. #define address 0x1E //0011110b, I2C 7bit address of HMC5883  
19.   
20. void setup(){  
21.   //Initialize Serial and I2C communications  
22.   Serial.begin(9600);  
23.   Wire.begin();  
24.     
25.   //Put the HMC5883 IC into the correct operating mode  
26.   Wire.beginTransmission(address); //open communication with HMC5883  
27.   Wire.write(0x02); //select mode register  
28.   Wire.write(0x00); //continuous measurement mode  
29.   Wire.endTransmission();  
30. }  
31.   
32. void loop(){  
33.     
34.   int x,y,z; //triple axis data  
35.   
36.   //Tell the HMC5883 where to begin reading data  
37.   Wire.beginTransmission(address);  
38.   Wire.write(0x03); //select register 3, X MSB register  
39.   Wire.endTransmission();  
40.    
41.  //Read data from each axis, 2 registers per axis  
42.   Wire.requestFrom(address, 6);  
43.   if(6 <= Wire.available()){  
44.     x = Wire.read()<<8; //X msb  
45.     x |= Wire.read(); //X lsb  
46.     z = Wire.read()<<8; //Z msb  
47.     z |= Wire.read(); //Z lsb  
48.     y = Wire.read()<<8; //Y msb  
49.     y |= Wire.read(); //Y lsb  
50.   }  
51.     
52.   //Print out values of each axis  
53.   Serial.print("x: ");  
54.   Serial.print(x);  
55.   Serial.print("  y: ");  
56.   Serial.print(y);  
57.   Serial.print("  z: ");  
58.   Serial.println(z);  
59.     
60.   delay(3000);  
61. }  

/*
An Arduino code example for interfacing with the HMC5883

by: Jordan McConnell
 SparkFun Electronics
 created on: 6/30/11
 license: OSHW 1.0, http://freedomdefined.org/OSHW

Analog input 4 I2C SDA
Analog input 5 I2C SCL

Alterado por DQ em 28/06/15 para Arduino 1.0.5
Codigo compativel com o HMC5983 do modulo GY-282
*/

#include <Wire.h> //I2C Arduino Library

#define address 0x1E //0011110b, I2C 7bit address of HMC5883

void setup(){
  //Initialize Serial and I2C communications
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  
  //Put the HMC5883 IC into the correct operating mode
  Wire.beginTransmission(address); //open communication with HMC5883
  Wire.write(0x02); //select mode register
  Wire.write(0x00); //continuous measurement mode
  Wire.endTransmission();
}

void loop(){
  
  int x,y,z; //triple axis data

  //Tell the HMC5883 where to begin reading data
  Wire.beginTransmission(address);
  Wire.write(0x03); //select register 3, X MSB register
  Wire.endTransmission();
 
 //Read data from each axis, 2 registers per axis
  Wire.requestFrom(address, 6);
  if(6 <= Wire.available()){
    x = Wire.read()<<8; //X msb
    x |= Wire.read(); //X lsb
    z = Wire.read()<<8; //Z msb
    z |= Wire.read(); //Z lsb
    y = Wire.read()<<8; //Y msb
    y |= Wire.read(); //Y lsb
  }
  
  //Print out values of each axis
  Serial.print("x: ");
  Serial.print(x);
  Serial.print("  y: ");
  Serial.print(y);
  Serial.print("  z: ");
  Serial.println(z);
  
  delay(3000);
}

O exemplo que achei no eBay (e está nos aquivos do blog, em GY282.zip) é mais sofisticado. Foi escrito por uma "Love Electronics" que aparentemente não existe mais. A escala dos valores brutos é acertada e é calculada a direção baseado nos eixos X e Y (supondo que a bússola esteja horizontal). Em seguida é feita a correção entre o norte magnético e o norte verdadeiro (declinação) e o resultado é apresentado em graus.

Para um exemplo realmente prático falta um dado adicional: a inclinação da bússola. A solução para isto é ter também um acelerômetro. Através do acelerômetro conseguimos descobrir para onde aponta a gravidade. Um pouco de cálculo vetorial e obtêm-se o ângulo exato (se não tiver nada interferindo).