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1、工作(zuo)任務書
2、電(dian)路原理圖(tu)
3、元(yuan)件(jian)清單
4、電路分析
指南(nan)針是我國四大發明之一,主要用于只是方向,使得人們可以隨時知道(dao)自己所處方向。
主控板(ban)上(shang)三(san)個(ge)(ge)按鍵,一個(ge)(ge)為(wei)測量(liang)開關(guan)鍵(jian),一個(ge)為(wei)指(zhi)南針測量(liang)鍵(jian),一個(ge)為(wei)測距鍵(jian)。開關鍵用于啟動停止測(ce)量(liang);指(zhi)南針測(ce)量鍵為進入(ru)方向測量模(mo)式(shi);測距鍵為測量障礙物距(ju)離。
指南針原理(li)
地球磁(ci)場像一(yi)個條形磁鐵一(yi)樣,由(you)磁南(nan)極指向磁北極。根據所(suo)處位置不同,地(di)磁場強(qiang)度是0.4-0.6高斯。注意磁北(bei)極(ji)和地理上的北(bei)極(ji)不(bu)重合,它們之間約有11°。
地磁場是一(yi)個指向(xiang)磁(ci)北極(ji)的(de)矢量(liang),可(ke)以分(fen)解(jie)為兩個與(yu)地平面平行的(de)分(fen)量(liang)和一個垂直的分量。羅盤上(shang)的(de)航向(xiang)角就是(shi)當前方向(xiang)和磁北極的夾角,由于羅(luo)盤一(yi)般是保持水平的,所(suo)以測量時,通常(chang)用到X軸和Y軸(zhou)。
一(yi)個(ge)傳統的電子羅盤系統至(zhi)少有一(yi)個(ge)三軸磁力計(ji)和一(yi)個(ge)三軸加速度計(ji)。磁力計用于(yu)測量當前磁(ci)場,加(jia)(jia)速(su)度計(ji)用于測(ce)量重力(li)加(jia)(jia)速(su)度方向,即垂直方向。通(tong)過磁(ci)力(li)計(ji)計(ji)算出磁(ci)場(chang)方向,然后通(tong)過重力(li)方向將磁場方向(xiang)映射到(dao)水平方向(xiang)。
由于地球磁場非常微弱,約為(wei)0.5高斯,而一(yi)個手機喇(la)叭距離2厘米時,就(jiu)有4高(gao)斯的(de)磁場,這(zhe)一特點使得磁場方向很容易受到(dao)影(ying)響。特別是電(dian)子指(zhi)南針更易受到影響(安培定律),因此電子指南針(zhen)一般(ban)都(dou)需(xu)要校準。
磁場校準后,電子羅盤水平放置時,可(ke)以正常使用(yong),但是(shi)不水平時,會(hui)有所偏差。當X軸傾斜(xie)10°時,航向角最大會(hui)有7-8°的誤(wu)差,因此(ci)需要通過加速度計測量出(chu)水平方向,然后(hou)將(jiang)計算(suan)的航向(xiang)角映(ying)射到水平(ping)面,補充傾斜導(dao)致(zhi)的誤(wu)差(cha)。
本套(tao)件僅模擬測(ce)量磁場方向(xiang)計算(suan)航向角(jiao),未(wei)進行磁場校準和傾斜補償(chang),因此(ci)測量方向僅(jin)供(gong)參考。