電子コンパス(GY-273、HMC5883L)

電子コンパスモジュールを使ってみました

GPSでも一方向に動いていれば、向かっている方位を知る事が出来ますが、止まっている状態ではめちゃくちゃな方位になりロボットなどはどちらを向いているのかわかりません

そんな時のお助けアイテムが電子コンパスです！

GPS付き携帯電話にもほぼセットで使用されており割と身近な電子部品です

1. 電子コンパスとは

電子コンパスとは、半導体を用いた地磁気(方位)センサーで、地球が生じている南北の地磁気を検出して、方角を知る事が出来ます。

地磁気の強さを検出するセンサー部にMR(磁気抵抗、Magneto-resistive)素子が使われています。

磁気抵抗素子と言う名の通り、磁気の強さに応じて抵抗(R)が変化する性質を利用しており、HMC5883L ICはXYZ方向(3軸)それぞれに一つずつセンサーを持っている事から、どのような向きにモジュールを向けても正しい方位を検出する事が可能です。

※私の作った3.プログラムはXYの2軸しか利用していませんので傾けるとOUTです

図1：電子コンパスICの構造概略図

2. つなげ方

2.1 端子図

HMC5883L ICを搭載したGY-273の外観は図2の通りです。

左の「XYZ」と印字されている面が表で、右の裏面には「VCC,GND,SCL,SDA,DRDY」と各端子の説明が印字されています。

図2：GY-273端子図

2.2 接続

接続にはブレッドボードを使用しました。

ArduinoUNOとGY-273のつなげ方を図3 回路図に、実際に接続したものを図4に示します。

図3：fritzing回路図

図4：実際につなげた状態

3. プログラム

図4のArduinoUNOに下記プログラムを書き込み実行すると図5の様にPCのシリアルモニタ上に現在電子コンパスモジュールが向いている方位が「°」で表示されます。

※X矢印(図2左図参照)を北に向けた際は0°から始まり、東90°、南180°、西270°と360°迄表示され、1°単位で方角が分かります。

#include <Wire.h> //I2C Arduino Library
#define address 0x1E //0011110b, I2C 7bit address of HMC5883

void setup() {
  //GY-273
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  Wire.beginTransmission(address); //open communication with HMC5883
  Wire.write(0x02); //select mode register
  Wire.write(0x00); //continuous measurement mode
  Wire.endTransmission();
}

void loop() {
  Serial.println(Angleread()) ;          // 方位角を返す
  delay(500) ;                            // 500ms後に繰り返す
}
int Angleread() {
  int x, y, z; //triple axis data
  Wire.beginTransmission(address);
  Wire.write(0x03); //select register 3, X MSB register
  Wire.endTransmission();
  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
  }
  return atan2((x + 20) , (y + 20) * (-1)) * RAD_TO_DEG + 180; //40と20は補正値
}