Digitalkompass: Kann kalibriert/abgeschirmt werden, um den normalen Betrieb in Gegenwart von ferromagnetischen Materialien zu verhindern

Ich arbeite derzeit an einem Hobbyprojekt, für das ich einen zuverlässigen Kompass benötigen würde, der in möglichst unterschiedlichen Umgebungen funktionieren sollte (z. B.: Auf einem Feld, in einem Auto, in einem Zug, möglicherweise sogar in einem Flugzeug)

Ich habe mich für den neigungskompensierten Kompass LSM303DLMTR entschieden (Datenblatt hier )

Es war einfach, es mit einem Arduino-Board einzurichten und dann eine Kalibrierung durchzuführen (unter Verwendung einer vordefinierten Reihe von Schritten, unter Verwendung einer Bibliothek ). Der Arduino druckt regelmäßig eine Überschrift, aber jetzt tritt das Problem auf, dass, wenn auch nur ein kleines Magnetfeld vorhanden ist , wird die Überschrift unbrauchbar.

Selbst in meinem Zimmer, das keine starken Magnetfelder haben sollte, druckte der Kompass nur Schrott. Das ist frustrierend, da ein gewöhnlicher Kompass nicht annähernd so sehr von nahegelegenen Feldern oder ferromagnetischen Materialien gestört wird.

Somit habe ich zwei Fragen:

Ist es möglich, den Kompass effektiv gegen kleinere Störungen (ich weiß, dass ein starkes, lokales Magnetfeld die Kompassfunktion immer ruiniert) und gegen ferromagnetische Materialien in der Nähe abzuschirmen? (Idealerweise möchte ich den Kompass in einem Zug verwenden können, der durch die elektrischen Leitungen Magnetfelder erzeugt.)

In diesem Zusammenhang: Können kleinere Störungen durch eine "intelligente" Kalibrierung vermieden werden, und muss dies jedes Mal wiederholt werden, wenn ein starkes Feld den Kompass stört?

In Bezug auf Zugleitungen ist der Traktionsstrom normalerweise Wechselstrom mit einer Frequenz von etwa 16 Hz, sodass die Stromleitungen, die den Zug antreiben, kein magnetisches Gleichfeld erzeugen sollten. Wenn Sie den Magnetfeldmesswert über etwa eine Sekunde „mitteln“, erhalten Sie möglicherweise sinnvollere Messwerte.
Einige Bahnlinien haben jedoch 600 V Gleichstrom, es hängt also davon ab, wo Sie sich befinden. In jedem Fall können Sie nicht darauf vertrauen, dass die Schienen selbst entmagnetisiert sind. was zu weiteren Schwierigkeiten führt. Die Magnetkompass-Korrektur ist selbst auf einem Holzschiff bekanntermaßen schwierig! Eine Sache, die Sie tun können, ist, die Kompassantwort auf Wechselfelder (50/60 Hz) zu untersuchen: Wenn seine Abtastrate mit einem dieser Felder übereinstimmt, sehen Sie möglicherweise ein störendes, langsam driftendes Feld, und dies kann durch Filtern (und / oder Ändern der Abtastrate, um das Filtern zu erleichtern.)
Ihre Titelfrage "Digitaler Kompass: Ist es möglich, ihn effektiv abzuschirmen" legt nahe, dass Sie nach der Abschirmung von transienten Feldern fragen, aber Sie könnten die Transienten nicht abschirmen, ohne auch das statische Magnetfeld abzuschirmen. Später im Hauptteil erwähnen Sie "intelligente" Kalibrierungen, was meiner Meinung nach eher das ist, wonach Sie fragen. Vielleicht sollten Sie den Titel Ihrer Frage ändern, um dies widerzuspiegeln.

Antworten (1)

Du willst einen Kompass nicht abschirmen, dann zeigt er dir überhaupt nicht den Norden. Was Sie vielleicht tun möchten, ist eine Tiefpassfilterung, um Rauschen zu beseitigen. Wenn Sie beispielsweise den Messwert über n Abtastungen mitteln, wird das zufällige Rauschen aus der Umgebung größtenteils aufgehoben. Derselbe Effekt wie die Reibungsdämpfung im alten Kompass, der elektronische Kompass hat keinen, also fügen Sie ihn im Code hinzu.

Vergessen Sie auch nicht, dass der Kompass niemals auf den wahren Norden oder sogar auf den magnetischen Norden zeigt.

In der Luftfahrt werden 3 Korrekturparameter verwendet:

  1. Korrektur für den Flugzeugrahmen, dies sind Kalibrierungswerte, die durch Drehen des Flugzeugs und Vergleichen der Kompasswerte mit dem magnetischen Norden erhalten wurden. Dieser Parameter wird zum Lesen hinzugefügt.

  2. Korrektur lokaler magnetischer Anomalien aufgrund einer ungleichmäßigen Verteilung von Metallen in der Erdkruste. Die Kompassanzeige zeigt selten direkt in den magnetischen Norden. Dafür gibt es Kennfelder, denen ein Korrekturparameter entnommen und dem Messwert hinzugefügt wird.

  3. Korrektur für geografische Koordinaten, magnetischer Nordpol ist nicht am Nordpol, abhängig von Ihren Koordinaten muss ein Korrekturparameter hinzugefügt werden, wenn Sie beispielsweise direkt zwischen magnetischem Norden und geografischem Norden fliegen, wäre der Korrekturparameter 180 Grad. Der Parameter ist weniger drastisch, je weiter Sie von den Polen entfernt sind.

Die Summe dieser 3 Parameter und der Kompassanzeige ist der geografische Norden. Sie können also sehen, dass die Antwort "Wo ist Norden?" mit einem Kompass kann ziemlich schwierig sein, wenn Sie ein hohes Maß an Genauigkeit wünschen. Wenn Sie nicht für all dies zählen möchten, geben Sie sich mit "Norden liegt in dieser allgemeinen Richtung" zufrieden.

Also, wenn ich das richtig verstehe, gibt es keine Möglichkeit zu verhindern, dass der Kompass eine falsche Richtung anzeigt, wenn sich ferromagnetische Materialien in der Nähe befinden? Ich verstehe, dass es nie nach Norden zeigt, aber das ist nicht meine Hauptsorge. Meine Hauptsorge ist, dass es eine Richtung nach Osten ausdrucken könnte, während es zum Beispiel nach Westen zeigt.