Kategorie
Magnetometry
Magnetometry to czujniki wykrywające pole magnetyczne – najczęściej ziemskie pole magnetyczne lub obecność magnesów. Działają one jak elektroniczne kompasy: potrafią określić, w którą stronę skierowane jest urządzenie względem kierunków świata (północ-południe), mierząc składowe wektora pola magnetycznego. Dzięki temu magnetometr umożliwia orientację przestrzenną w nawigacji (np. w smartfonach podczas korzystania z map i kompasu). Czujniki magnetyczne stosuje się także do wykrywania magnesów w systemach pozycjonowania – np. czujnik zamontowany przy kole z magnesem zlicza obroty, czujnik w enkoderze magnetycznym mierzy kąt obrotu wału. W odróżnieniu od prostych czujników Halla (wykrywających tylko obecność pola), magnetometr daje informację o kierunku i sile pola magnetycznego. W asortymencie Elektroweb można znaleźć zarówno cyfrowe kompasy 3-osiowe do projektów nawigacyjnych, jak i enkodery magnetyczne do precyzyjnego pomiaru kąta obrotu.
Magnetometry
Cyfrowy kompas (3-osiowy magnetometr)
Trójosiowy magnetometr mierzy składowe X, Y, Z ziemskiego pola magnetycznego. Na tej podstawie można określić azymut – kierunek, w którym zwrócone jest urządzenie względem północy magnetycznej. Takie czujniki wymagają kalibracji w miejscu użycia (obracając je we wszystkich kierunkach, aby zniwelować wpływ lokalnych zakłóceń magnetycznych). W praktyce magnetometry łączy się z akcelerometrem i żyroskopem, co pozwala uwzględnić nachylenie urządzenia i poprawić wskazania (pełne 9DOF IMU). Kompas cyfrowy znajduje zastosowanie w smartfonach, dronach (stabilizacja kierunku lotu), systemach nawigacji turystycznej, a nawet w projektach robotycznych – gdzie robot musi orientować się względem stron świata.
Magnetyczne enkodery obrotu
Oprócz pomiaru ziemskiego pola, czujniki magnetyczne wykorzystuje się do precyzyjnego określania położenia kątowego. Enkoder magnetyczny składa się z malutkiego czujnika i obracającego się magnesu. Kiedy magnes (np. zamocowany na osi silnika) się obraca, czujnik mierzy zmiany pola magnetycznego i na tej podstawie wyznacza kąt. Takie rozwiązanie jest trwałe (bezkontaktowe, bez zużywających się elementów) i oferuje wysoką rozdzielczość pomiaru – np. 12-bit (4096 pozycji) czy 14-bit. Magnetyczne enkodery stosuje się w serwomechanizmach, aparaturze CNC, licznikach obrotów oraz wszędzie tam, gdzie potrzebny jest dokładny pomiar kąta lub prędkości obrotowej.
Moduły magnetometrów w ofercie
W Elektroweb dostępne są różne moduły magnetyczne:
- QMC5883L (HMC5883L) – 3-osiowy magnetometr kompasowy, popularny w projektach Arduino do realizacji elektronicznego kompasu.
- BMM150 – miniaturowy 3-osiowy magnetometr firmy Bosch, cechujący się niskim poborem mocy i dobrą stabilnością – idealny do urządzeń mobilnych.
- AS5600 – precyzyjny 12-bitowy enkoder magnetyczny (czujnik kąta). W połączeniu z małym magnesem pozwala odczytać bezkontaktowo pozycję wału w zakresie 0–360°.
- MT6816 – enkoder magnetyczny o rozdzielczości 14-bit, zapewniający bardzo dokładny pomiar kąta z interfejsem analogowym lub cyfrowym.
Przy pracy z magnetometrem jako kompasem pamiętaj o oddaleniu go od elementów ferromagnetycznych i przewodów z dużym prądem (mogą zafałszować pomiar). Kalibracja soft- i hard-iron (usunięcie offsetu i skosu wskazań) zwykle jest wymagana dla uzyskania dokładnych rezultatów. Moduły enkoderów magnetycznych należy umieścić współosiowo z obracającym się magnesem i zachować odpowiednią odległość (wg noty katalogowej), aby pomiar kąta był liniowy i powtarzalny. Czujniki magnetometryczne otwierają wiele możliwości – od prostego elektronicznego kompasu, po zaawansowane systemy pozycjonowania bezkontaktowego.
Podsumowując, magnetometry umożliwiają urządzeniom elektronicznym "orientację" względem pola magnetycznego. Dzięki nim robot może znaleźć północ, a maszyna precyzyjnie zmierzyć położenie obrotowe – wszystko to bezkontaktowo, bazując wyłącznie na odczycie niewidzialnych linii pola magnetycznego.