En esta ocasión, vamos a hablar de uno de los sensores que más se utiliza en proyectos de Arduino relacionados con la navegación y la orientación: el GY-271. Este módulo incorpora el sensor HMC5883L, que es un magnetómetro de tres ejes capaz de detectar campos magnéticos y, por lo tanto, darnos la orientación respecto al norte magnético.
Si estás pensando en integrarlo en un proyecto con Arduino, a lo largo de este artículo te explicaremos todos sus detalles: desde sus características, cómo conectarlo y programarlo, hasta ejemplos de uso y consejos para obtener la mejor precisión. ¡Así que sigue leyendo y descubre cómo crear una brújula digital con Arduino!
¿Qué es el sensor GY-271?
El sensor GY-271 es un módulo que integra el magnetómetro HMC5883L. Este chip es capaz de medir el campo magnético en los tres ejes (X, Y y Z) y, con estos datos, es posible conocer la orientación respecto al campo magnético terrestre. Este sensor tiene una gran precisión y es ampliamente utilizado en proyectos de navegación en robots o vehículos autónomos.
La comunicación entre este módulo y el Arduino se realiza a través del bus I2C, lo que facilita enormemente la obtención de los datos medidos. El HMC5883L cuenta con un rango de medición que va de ±0.88 Gauss a ±8.1 Gauss, dependiendo de la configuración, lo que permite abarcar un amplio rango de aplicaciones.
Conexiones y montaje con Arduino
Conectar el GY-271 a tu Arduino es realmente sencillo, solo necesitas algunos cables y seguir el esquema básico:
- Conecta el pin GND del módulo con el pin GND del Arduino
- El pin VCC del GY-271 debe conectarse a los 5V del Arduino
- Conecta el pin SDA del GY-271 con el pin A4 del Arduino (o SCL en algunos modelos como el Mega)
- El pin SCL debe ir al pin A5 del Arduino (o SDA en algunos casos)
Una vez que tienes todo conectado, el módulo estará listo para empezar a funcionar. Si tu objetivo es obtener datos del campo magnético y crear una brújula digital, ya tienes lo básico. No obstante, ten en cuenta que el entorno en el que coloques el sensor debe estar libre de interferencias magnéticas, ya que metales cercanos o dispositivos electrónicos pueden alterar las mediciones.
Ejemplos de código con Arduino
A continuación, te mostramos un ejemplo básico de cómo leer los valores X, Y y Z del campo magnético utilizando la librería adecuada. Esta librería te facilitará la comunicación I2C y las lecturas del sensor:
#include <Wire.h>
#include <HMC5883L.h>
HMC5883L compass;
int16_t mx, my, mz;
void setup() {
Serial.begin(9600);
Wire.begin();
compass.initialize();
}
void loop() {
compass.getHeading(&mx, &my, &mz);
Serial.print("X: ");
Serial.print(mx);
Serial.print(" Y: ");
Serial.print(my);
Serial.print(" Z: ");
Serial.println(mz);
delay(500);
}Este código es ideal para obtener las componentes del campo magnético en los tres ejes. Una vez que tienes estos valores, puedes calcular la orientación del sensor respecto al norte magnético utilizando la función atan2, que nos permitirá convertir los ejes X e Y en un ángulo.
Cálculo del ángulo respecto al norte
Ya que tienes las lecturas del campo magnético, el siguiente paso es calcular la orientación respecto al norte magnético. Para ello, puedes utilizar la siguiente fórmula:
float angulo = atan2(my, mx) * (180 / PI);Este cálculo nos proporcionará un ángulo en grados que representa la dirección hacia el norte magnético. Sin embargo, debes tener en cuenta la declinación magnética, que es la diferencia entre el norte magnético y el norte geográfico. Dependiendo de tu ubicación geográfica, este valor puede variar, y es importante corregirlo para obtener una brújula más precisa.
Configuraciones adicionales y modos de funcionamiento
El GY-271 ofrece varias configuraciones que te permitirán ajustar su funcionamiento según tus necesidades. Por ejemplo, puedes optar por dos modos de funcionamiento:
- Modo continuo: El magnetómetro realiza mediciones continuamente y actualiza los registros correspondientes (X, Y, Z).
- Modo de medición única: El sensor solo realiza una lectura cuando el Arduino lo solicita, lo que puede ser útil si quieres ahorrar energía.
Además, puedes ajustar la sensibilidad del sensor, modificando el rango de medición. Los rangos disponibles van desde ±0.88 Ga hasta ±8.1 Ga, lo que te permite adaptar el sensor a diferentes entornos y condiciones de trabajo.
Recuerda que, para cambiar el rango de medición, debes utilizar la función setGain de la librería, la cual permite establecer la ganancia del sensor en función del rango magnético que quieras medir.
Aplicaciones del GY-271
El sensor GY-271 tiene numerosas aplicaciones en el campo de la robótica y la navegación. Al ser un dispositivo relativamente barato y fácil de implementar, es utilizado en proyectos como:
- Rovers autónomos: Permite a los robots saber en qué dirección están orientados.
- Cuadricópteros: Ayuda a mantener la orientación del dron respecto al norte en vuelo.
- Sistemas de navegación: Cualquier vehículo que necesite conocer su posición y orientación puede beneficiarse de este módulo.
Uno de los detalles más curiosos es que, aunque el GY-271 tiene una gran precisión en condiciones controladas, su medición puede verse afectada por interferencias, como la presencia de metales o campos electromagnéticos cercanos. Esto se puede corregir mediante técnicas de calibración combinadas con acelerómetros o giroscopios (IMU), lo que es típico en sistemas de navegación más avanzados.
La combinación de este sensor con acelerómetros, por ejemplo, permite construir dispositivos más precisos y resistentes al ruido magnético, lo que abre un abanico de posibilidades de uso en proyectos con Arduino y otros microcontroladores…