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.模块概述
 
BE-2612指南针模块是专为智能机器人设计的方向角度测量传感器。大家知道,地球就像是一个巨大的磁铁,有它自己的南北极。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。
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。新增加的多方向指示灯,也让我们更容易地分辨它的工作状态和测量角度,进一步提高了指南针模块的易用性。
 
①标准4芯接线端口
 
标准4芯接线端口说明
②功能按键
 
③指南针方向
 
引脚号
颜 色
   
④硬铁补偿旋转示意
 
Y
SCL 时钟信号线(0~5V)
⑤工作状态指示灯
 
X
SDA 数据信号线(0~5V)
⑥指南针安装孔
 
V
正电源(输入5~9V)
⑦指南针模块定货编号
 
G
地线 (0V)
 
.模块特性
 
①接线端口
 
中鸣标准4芯接线端口,可以把端口直接连接到RCU(机器人控制器),配合机器人快车进行控制。也可以使用I2C协议,自己制作控制器进行控制。详细情况请参考《附一》
 
功能按键
 
a).正北校正按下功能按键即时放开,指南针模块执行正北校正程序,将当前模块的方向假定为正北方向(0度)
b).硬铁补偿按住功能按键不放超过3秒,当全部指示灯亮时放开功能按键,指南针模块开始执行硬铁补偿程序,按指示灯顺序点亮方向旋转模块一周以上。指南针模块完成硬铁补偿(全部指示灯闪烁)程序后将削除当前环境里面的大部分磁场干扰,提高指南针模块的读数准确性注意:此功能使用不当,可能导致读取角度紊乱、不断重复出现某个特定的值或者是角度偏差非常大等,慎用!!
c).模块复位: 按住功能按键不放超过8秒,当全部指示灯亮闪烁时放开功能按键,模块恢复为出厂设置(无校正、补偿信息)。
 
指南针方向
 
表示当前指南针所指的方向(参考)
 
硬铁补偿旋转示意
 
提示执行硬铁补偿时,模块必须水平旋转一圈以上。
 
工作状态指示灯
 
表示当前指南针模块的工作状态。亮灯表示有电源供电;
正常时候亮灯方向表示正北方向(0度);
执行正北校正时亮灯方向表示要设定的正北方向(0度);
执行硬铁补偿时依次亮灯速度表示要缓慢水平旋转模块的速度;
绿灯闪动时表示模块状态切换中,此时读取数据无效。
 
⑥指南针安装孔
 
标准机器人积木安装孔,方便各种方式安装。
 
指南针模块定货编号
 
指南针模块的编号读数范围以及适用电压等等,方便查找应用文档以及疑难解答;真实方向的磁场指示,方便进行环境测量和修正。模块在没有使用“正北校正”功能前,此标示的各个方向与地球磁场一致。如果使用了“正北校正”功能,那正北方(0度)就表示您新认定的方向,此标示就会以新的北方为参考,不再和自然方向一致。
 
.使用简介
 
指南针模块返回的数据是角度值,范围在0~360之间,单位是“度”。正北方向数值上表示为0度(或360度)。顺时针转动模块,角度增大;逆时针转动模块,角度减小。没有使用“正北校正”前,返回角度表示指南针方向与地球磁场正北方向的顺时针方向夹角;如果使用了“正北校正”功能,那正北方0(或者是360)度就表示您新认定的方向,其余角度就是指南针方向与这个新北方的顺时针夹角。
 
1)模块安装
 
指南针模块安装时候必须水平安装,远离任何电子部件和地面至少15厘米
安装时水平地固定指南针模块,避免使用时模块松脱、振动,有利于更加精确地进行方向测量。
远离电子部件(包括主控板、其他模块、电池、马达、液晶等等)以及地面可以有效避免磁场干扰。
 
2)程序编写
 
使用“角度测量模块图标”可以让RCU读取指南针模块测量到的角度。
我们可以打开使用机器人快车软件里面的“文件>打开例程>其他模块>角度测量”来打开指南针例子程序。例子程序让RCU循环读取指南针的角度,然后把读数显示在液晶屏上。
 
3)应用技巧
 
a)     使用电量充足的电池,可以令指南针读数更加精确。电源电压不稳会造成读数偏差。
b)     程序读取数据时候,应当参考模块说明,使用“unsigned int”类型,否则会造成读数错误。
注意:图中红色、黄色方框里面内容。
 
 
c)     磁场干扰判断:水平旋转指南针,如果指示灯亮点大致维持在同一个方向上就说明南针读数基本正常,否则,就说明指南针受到干扰。更精确的校正可以结合RCU显示读数。
d)     安装时候,注意防止指南针在运动方向的抖动,以免影响读数。
 
 
 
 
.高级功能:   
 
 
1)正北校正:
 
    能:将模块当前的方向设置为正北方向。
使用方法:把指南针模块水平安装好,指向需要的方向,按下功能按键并放开,模块此时的方向就会被设为正北(0度)方向。

    注意:

a).按键按下时模块指示灯会显示模块现时的正北(0度)方向,此时模块读取数据无效。放开按键时刻,模块认定当前方向为新的正北方。完成后模块指示灯会恢复指示,可以正常读取数据。
b).校正的结果即使模块断电也会保存下来。所以在同一个地点可以只进行一次校正。不同地点则按需要进行校正。
c).每次执行正北校正都会取消上一次的校正结果,并以最新这次的结果取代。
d).“硬铁补偿功能或者模块复位功能会取消正北校正信息,使模块指向恢复与地球磁场方向一致。执行了硬铁补偿或者模块复位,可以按需要再次进行正北校正。
 
 
2)硬铁补偿:
 
    能:指南针是以读取地球磁场方向来辨认地理方向的。附近的各种物质产生的磁场可能会引起角度偏差。为了消除偏差,使读出的方向角更精确,这应当使用硬铁补偿功能。
使用方法:首先只是连接RCU和指南针模块,其他无关模块,特别是马达、风扇等等全部不要接在RCU上把指南针模块放在尽量水平的位置。然后按下硬铁补偿功能按键,此时模块指示灯会顺时针缓慢循环变化1圈。这时把指南针模块水平地旋转一圈以上(可以参考指示灯的变化速度)。硬铁补偿完成后指示灯会闪动两次,表示完成硬铁补偿。
简单地,可以旋转模块,让指示灯一直保持在一个方向上
转动模块超过一圈以上,直到全部指示灯同时闪动为止,表示完成硬铁补偿。
完成之后一定要检查一下补偿结果,防止补偿失败,影响模块读数。
注意:
a).键按下时模块指示灯会变开始顺时针变化,此时开始读取数据无效。直至模块完成补偿,指示灯会恢复闪动后,才可以正常读取数据。
b).补偿的结果在模块断电后也会保存下来。所以在同一个地点可以只进行一次补偿。不同地点则因为环境不同,干扰磁场也不相同,用户可以按需要进行补偿。
c).每次执行硬铁补偿都会取消上一次的补偿结果,并以最新这次的结果取代。
d).“硬铁补偿功能会取消正北校正信息,使模块指向恢复与地球磁场方向一致。所以在需要时,执行了硬铁补偿后要再次进行正北校正。
 
 
3)模块复位
 
    能:将模块恢复为出厂时候的状态(无校正、补偿信息)。此功能将清除“正北校正”、“硬铁补偿”等信息,主要是让用户在不能正确(或时间不足够)使用硬铁补偿,或是希望取消原来的校正、补偿信息等情况下使用。
使用方法:首先按下功能按钮超过8秒,此时模块指示灯会闪烁三次。放开按键后在指示灯会快速闪动2次,表示完成模块复位。此时指示灯恢复指示方向,模块恢复为出厂状态,可以正常使用。
 
可能碰到的问题:
 
1) 读取不到模块的数据(角度值一直是“999”或者是某个特定的值)
首先检查电源是否接触良好,电池电力是否充足,确保双方有足够电力进行通讯。然后检查连接线是否完全插入插座里面。如果是偶尔接收数据有错误,有可能是使用中旋转模块、机器人受到撞击等影响接线的接触,请做好机器人的防撞、防震动措施。
2) 模块的数据只能返回0~255的范围
这是由于软件编程时候,返回变量类型设置引起的问题。请仔细参考例子程序,使用unsigned int类型的返回变量来读取模块数值。
3) 在读取角度的过程中,无论当前方向在哪里,都是不断重复出现某个特定的数值时(例如180),或者是角度偏差非常大。
这是由于硬铁补偿操作过程不当引起的,请按上面“硬铁补偿”的说明,重新进行硬铁补偿。
4) 在读取角度的过程中,在某个局部区域角度偏差大。
这是由于模块受到交大的磁场干扰所致(例如紧贴着电池、马达之类模块安装)。请重新安装模块,指南针要远离电子部件至少20厘米,并且是有按键的一面朝上,水平安装。
 
附一:接口描述
 
引脚号
颜 色
   
Y
SCL 时钟信号线(0~5V)
X
SDA 数据信号线(0~5V)
V
正电源(输入5~9V)
G
地线 (0V)
目前,BE-2612指南针模块使用的I2C硬件地址是0x3B,只要用标准I2C协议,用MASTER READ的方式读取数据就可以了。
 
附二:精确的硬铁补偿方法
 
请注意,这说的问题非常重要,直接影响补偿结果的准确与否。如果不能正确补偿,使用结果可能比出厂时还糟糕。如果已经错误使用补偿,可以再次补偿,覆盖上次错误补偿的结果;如果不能确定自己能否正确进行补偿,可以使用模块的“模块复位”功能,恢复模块的出厂设置。
需要对BE-2612指南针模块B执行硬铁补偿时,准备RCU一个,普通磁针式指南针一个,量角器一个,待补偿的指南针一个,液晶显示模块一个(RCU内置的也可以),电池或者电源等。必须使用电力充足的稳定电源(如充满电的电池等),切勿使用普通电池或者非认证的交流变压器。
一般是去到一个新的环境,要适应当地的磁场环境(例如竞赛场地),才需要进行硬铁补偿。除非是建筑物改建,或者室内金属家具大规模改变位置,否则,硬铁补偿结果不会在几天内改变。所以提前1天执行补偿都是没有问题的,只要尽量在接近目标的地点补偿就可以了。补偿时,请选择一个水平的地方(例如地板),1米内没有其他磁场干扰(例如马达、电池、液晶显示器等等电子产品)。
硬铁补偿步骤:
 
1)环境设置:
 
确保待补偿指南针远离RCU 15厘米以上(建议在RCU的正上方)。如果模块在RCU侧面,请在旋转模块校正时,紧贴一个固定的水平面(例如地板)旋转;如果模块在RCU正上方,请用两根或以上的十字棍,积木条牢固地固定模块。
 
2)下载测试程序:
 
安装结构之后,安装好电源,向RCU下载指南针模块例子程序,按例子程序“硬件信息”连接好指南针和液晶模块,重新运行RCU,待液晶显示出方向角度读数就可以准备开始补偿。
 
3)开始补偿:
 
按一下“硬铁补偿”功能按键,指示灯变开始缓慢变化,此时紧贴水平面,平稳、尽量匀速地转动模块,以减少震动带来的误差,在指示灯转完一圈,同时闪动之前,模块已经旋转了超过一圈以上。确保模块在旋转时,是水平旋转的。
 
4)检验补偿结果:
 
补偿完之后,必须进行检查。我们可以水平放置模块(注意和地面、其他电子模块等等保持15厘米以上距离),然后旋转模块,找到液晶模块显示0度的位置。然后以当前角度为0度,参照量角器,顺时针转动为角度增加,依次转动指南针模块经过90度、180度、270度直到回到360度(0度)。观察转动过程中液晶显示的角度读数是否基本和量角器参照角度一致。如果相差超过10度,或者不满意补偿结果,请重新执行硬铁补偿。
补偿以及检验完成之后,就可以正常投入使用,直到使用地点迁移到其他地方等等。只要不对模块进行复位操作或者,即使执行正北校正、停止供电等,补偿结果都会保存下来,可以长久使用。
 
 
:工作参数
 
参数名称
符 号
测 试 条 件
最小值
典型值
最大值
单位
电源电压
Vss
 
4.5
5
9
V
电源电流
Iss
Vss = 5V
 
22
 
mA
输出电压
Vout
 
0
 
5
V
探测范围
D
 
0
 
360
Deg
启动时间(1)
Tstart
 
 
 
200
ms
响应时间
Td
 
 
 
10
us
分 辨 率
Φ
 
 
1
 
deg
注:(1)启动时间指电源上电到输出有效的时间

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