【Arduino】168种传感器模块系列实验（158）---QMC5883L三轴罗盘

QMC5883L模块实验接线示意图

安装QMC5883库，在网上搜到不少相关的库：
keepworking /Mecha_QMC5883L
https://github.com/keepworking/mecha_qmc5883l

mprograms /QMC5883LCompass
https://github.com/mprograms/QMC5883LCompass

dthain /QMC5883L
https://github.com/dthain/QMC5883L

liyupengsGit /QMC5883LCompass
https://github.com/liyupengsGit/QMC5883LCompass

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+图形编程+仿真编程）
   实验一百五十八：QMC5883L电子指南针罗盘模块 三轴磁场传感器GY-271
  安装库：IDE--工具--管理库--搜索“QMC5883L”--安装  QMC5883LCompass
  项目一：简易测量方位角度（数值在0-359度之间）

  实验开源代码

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   实验一百五十八：QMC5883L电子指南针罗盘模块 三轴磁场传感器GY-271
  1、安装库：IDE--工具--管理库--搜索“QMC5883L”--安装QMC5883LCompass
  2、项目一：简易测量方位角度（数值在0-359度之间）
  3、实验接线：
  QMC5883L-------------- UNO
  VCC------------------- 5V
  GND------------------- GND
  SCL ------------------- A5
  SDA------------------- A4
  DRDY------------------ N/C
*/

#include <QMC5883LCompass.h>

QMC5883LCompass compass;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  compass.init();

}

void loop() {
  int a;

  // 读取罗盘值
  compass.read();

  // 返回方位角读数
  a = compass.getAzimuth();

  Serial.print("A: ");
  Serial.print(a);
  Serial.println();

  delay(250);
}
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实验串口返回情况

  实验场景图

实验串口绘图器返回情况  

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+图形编程+仿真编程）
   实验一百五十八：QMC5883L电子指南针罗盘模块 三轴磁场传感器GY-271
   安装库：IDE--工具--管理库--搜索“QMC5883L”--安装        QMC5883LCompass
   项目：简易测量方位角度（数值在0-11之间，每个数值间隔30度）

  实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+图形编程+仿真编程）
   实验一百五十八：QMC5883L电子指南针罗盘模块 三轴磁场传感器GY-271
  1、安装库：IDE--工具--管理库--搜索“QMC5883L”--安装QMC5883LCompass
  2、项目二：简易测量方位角度（数值在0-11之间，每个数值间隔30度）
  3、实验接线：
  QMC5883L-------------- UNO
  VCC------------------- 5V
  GND------------------- GND
  SCL ------------------- A5
  SDA------------------- A4
  DRDY------------------ N/C
*/

#include <QMC5883LCompass.h>

QMC5883LCompass compass;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  compass.init();
}

void loop() {
  compass.read();

  byte a = compass.getAzimuth();
  // 根据方位/方位角的方向，此处的输出将是介于0到11之间的值。
  byte b = compass.getBearing(a);
  
  Serial.print("B: ");
  Serial.print(b);
  Serial.println();
  
  delay(250);
}
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实验串口返回情况

知识点：方位角
又称地平经度(Azimuth angle，缩写为Az)，是在平面上量度物体之间的角度差的方法之一。是从某点的指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角，用“度”和“密位”表示。常用于判定方位、指示目标和保持行进方向。

从真子午线起算的为真方位角，通常在精密测量中使用，从磁子午线起算的方磁方位角，在航空、航海、炮兵射击、军队行进时广泛使用，从地形图的坐标纵线起算的为坐标方位角，炮兵使用较多。磁方位角与真方位角的关系式为：磁方位角=真方位角-(±磁偏角)。坐标方位角与磁方位角的关系式为：坐标方位角=磁方位角+ (±磁坐偏角)。

从标准方向的北端起,顺时针方向到直线的水平角称为该直线的方位角。以北点为起算点，由北点开始按顺时针方向计量。方位角的取值范围为0~360度，北点为0°，东点为90°，南点为180°，西点为270°。

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+图形编程+仿真编程）
   实验一百五十八：QMC5883L电子指南针罗盘模块 三轴磁场传感器GY-271
  1、安装库：IDE--工具--管理库--搜索“QMC5883L”--安装QMC5883LCompass
  2、项目三：通过串口实时绘制电子罗盘方位角的波形

实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+图形编程+仿真编程）
   实验一百五十八：QMC5883L电子指南针罗盘模块 三轴磁场传感器GY-271
  1、安装库：IDE--工具--管理库--搜索“QMC5883L”--安装QMC5883LCompass
  2、项目三：通过串口实时绘制电子罗盘方位角的波形
  3、实验接线：
  QMC5883L-------------- UNO
  VCC------------------- 5V
  GND------------------- GND
  SCL ------------------- A5
  SDA------------------- A4
  DRDY------------------ N/C
*/

#include <QMC5883LCompass.h>

QMC5883LCompass compass;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  compass.init();

}

void loop() {
  int a;

  // 读取罗盘值
  compass.read();

  // 返回方位角读数
  a = compass.getAzimuth();

  Serial.print("电子罗盘方位角: ");
  Serial.print(a);
  Serial.println();

  delay(800);
}
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用手转动QMC5883L模块，串口输出的实时波形，数值在0--359°之间波动，简单又直观。

串口输出的实时数值

QMC5883L Compass 函数的几个使用要点

1、QMC5883L与Arduino Uno / Nano的连接

<p>VCC  O ---- O +5v</p><p>GND  O ---- O GND</p><p>SCL  O ---- O A5</p><p>SDA  O ---- O A4</p><p>DRDY O ---- X NOT CONNECTED</p>
复制代码

2、入门
首先，在程序顶部包括QMC5883L指南针库。

<p>#include <QMC5883LCompass.h></p><p>QMC5883LCompass compass;</p>
复制代码

然后在setup（）函数中添加：

<p>void setup(){</p><p>  compass.init();</p><p>}</p>
复制代码

3、获取X，Y或Z轴的数值
要获取X，Y或Z传感器的读数，只需调用所需的功能。

<p>void loop(){</p><p>   int x = compass.getX();</p><p>   int y = compass.getY();</p><p>   int z = compass.getZ();</p><p>}</p>
复制代码

4、获取方位角的数值
要获取计算出的方位角（罗盘度）值，只需调用getAzimuth();。

<p>void loop(){</p><p>   int a = compass.getAzimuth();</p><p>}</p>
复制代码

5、获取方向/方位
QMC5883L指南针库可计算传感器指向的方向范围和方向。您可以调用两个函数。
要获取传感器面向的方向的12点值，可以调用getBearing(azimuth)。这会将罗盘的360度范围划分为12个部分，并按顺时针顺序返回值0-11。在这种情况下，0 = N，3= E，6 = S，9=W。如果您希望滚动自己的方向输出功能而不需要计算，则此功能很有用。

<p>void loop(){</p><p>   azimuth = compass.getAzimuth();</p><p>   byte b = compass.getBearing(azimuth);</p><p>}</p>
复制代码

要获取传感器指向方向的12点文字表示，可以致电getDirection(azimuth);。这将产生一个char数组[3]，其中的字母代表每个方向。由于我们无法返回数组，因此需要通过引用传递值。

<p>void loop(){</p><p>   azimuth = compass.getAzimuth();</p><p>   char myArray[3];</p><p>   getDirection(myArray, azimuth);</p><p>}</p>
复制代码

如果要打印这些值，可以这样：

<p>void loop(){</p><p>   azimuth = compass.getAzimuth();</p><p>   char myArray[3];</p><p>   </p><p>   getDirection(myArray, azimuth);</p><p>   </p><p>   Serial.print(myArray[0]);</p><p>   Serial.print(myArray[1]);</p><p>   Serial.print(myArray[2]);</p><p>   Serial.println();</p><p>}</p>
复制代码

6、更改I2C地址
要在调用compass.setADDR(BYTE_VALUE);之前更改I2C地址呼叫，compass.init();如下所示：

<p>void setup(){</p><p>  compass.setADDR(BYTE);</p><p>  compass.init();</p><p>}</p>
复制代码

7、更改模式，数据速率，比例，采样率
您还可以更改QMC5583L芯片的模式，灵敏度，采样率和输出率。等等，只需在调用compass.setMode(MODE, ODR, RNG, OSR);后调用即可compass.init()。请注意，每个值必须是一个字节。设置每个模式的值在预设中，并取自QST QMC5583L数据表。

8、精细QMC5583L传感器输出
在传感器读数似乎反弹的情况下，平滑可以提供帮助。QMC5883L指南针库使用滚动平均值功能来存储（N）个传感器读数并返回每个轴的平均值。该平均还对方位角和方向输出进行平滑处理。

如果启用，该功能的第二部分将采用内部滚动逐步通过的当前替代和替代，将其从总体上中删除。这可以帮助消除在错误的读数中可能发生的替代的高点和低点。

应该注意的是，内置的平滑功能将导致额外的处理时间。

compass.setSmoothing(STEPS, ADVANCED);
复制代码

在循环之前启用平滑调用。

步骤：int，使结果平滑的步骤数。1到10的有效值。更高的步长等于更平滑，但处理时间缩短。

*：启用此功能将使平滑效果更好，但处理时间缩短。*

<p>void setup(){</p><p>  compass.init();</p><p>  compass.setSmoothing(10, true);</p><p>}</p>
复制代码

9、校准QMC5583L传感器
QMC5883LCompass库包含校准功能和实用程序大纲，可帮助您校准QMC5883L芯片。校准是一个两步过程。

步骤1：运行校准程序
a、确保已连接QMC5883L芯片。
b、在示例> QMC5883LCOMPASS>校准下找到随附的校准草图。
c、将校准草图上传到您的arduino，然后打开串行监视器。
d、校准过程开始时，通过移动传感器来伴随屏幕上的指示。
c、收集完所有校准数据后，复制副本的代码

compass.setCalibration(-1537, 1266, -1961, 958, -1342, 1492);
复制代码

可能需要保存它以备将来参考。

步骤2：使用校正资料
a、项目的程序，将然后复制的代码行直接插入到compass.init()调用下方。
b、照常使用QMC5883LCompass库。
建议您使用提供的校准草图来生成传感器的预设和替代，但也可以使用该

compass.setCalibration(X_MIN, X_MAX, Y_MIN, Y_MAX, Z_MIN, Z_MAX);
复制代码

实验开源代码
项目四：通过串口实时绘制电子罗盘方位（12等分）的波形
说明：实时数值 0 = N，3 = E，6 = S，9 =W

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+图形编程+仿真编程）
   实验一百五十八：QMC5883L电子指南针罗盘模块 三轴磁场传感器GY-271
  1、安装库：IDE--工具--管理库--搜索“QMC5883L”--安装QMC5883LCompass
  2、项目四：通过串口实时绘制电子罗盘方位（12等分）的波形
  3、实验接线：
  QMC5883L-------------- UNO
  VCC------------------- 5V
  GND------------------- GND
  SCL ------------------- A5
  SDA------------------- A4
  DRDY------------------ N/C
  4、说明：实时数值 0 = N，3 = E，6 = S，9 =W
*/

#include <QMC5883LCompass.h>

QMC5883LCompass compass;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  compass.init();
}

void loop() {
  compass.read();

  byte a = compass.getAzimuth();
  // 根据方位/方位角的方向，此处的输出将是介于0到11之间的值。
  byte b = compass.getBearing(a);
  
  Serial.print("指南针方位: ");
  Serial.print(b);
  Serial.println();
  
  delay(800);
}
复制代码

用手转动QMC5883L模块，串口输出的指南针方位数值变动实时波形

串口输出的指南针方位数值

做了一个指南针方位示意图



本实验指南针方位的取值范围为0~11，北点为0，东点为3，南点为6，西点为9。东（duEast）、西（West）、南（zhiSouth）、北dao（North）这四个方向的字母表示，是根据他们的英文单词的首字母来确定的。