三轴磁场传感器的制作

步骤1：要求

该设备具有以下要求：

测量10 - 300 kHz范围内的交变磁场

测量精确到50 uT的区域（ICNIRP设定的安全限值为27 uT）

在手持式仪表上显示磁场

当字段超出时显示警告指示器，测量所有三个轴中的字段并得到它们的结果以找到给定点的实际字段。 ICNIRP设定的标准

包括电池操作，以便设备真正可移植

步骤2：系统概述

步骤3：选择组件

这一步可能是采取步骤的最长时间，需要相当的耐心才能为该项目选择正确的组件。与大多数其他电子项目一样，选择元件需要仔细检查数据表，以确保所有元件彼此兼容，并在所有工作参数的所需范围内工作 - 在这种特殊情况下，磁场，频率，电压等。

为磁场传感器PCB选择的主要组件可在随附的Excel表格中找到。用于手持设备的组件如下：

Tiva C TM4C123GXL微控制器

SunFounder I2C串行20x4 LCD显示器

Cyclewet 3.3V-5V 4通道逻辑电平转换器双向移位器模块

按钮开关

2位拨动开关

18650锂离子电池3.7V电池

Adafruit PowerBoost 500充电器

印刷电路板（SparkFun snappable）

支架

连接电线

割台销

该项目所需的设备如下：

焊接设备和一些焊锡丝

钻

剪线钳

步骤4：电路设计和模拟

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步骤5：设计PCB

一旦电路运行在LTSpice中验证，设计了PCB。铜平面的设计使其不会干扰磁场传感器的工作。 PCB布局图中突出显示的灰色区域显示PCB上的铜平面。在右侧，还显示了设计PCB的3D视图。

步骤6：设置微控制器

为此项目选择的微控制器是Tiva C TM4C123GXL。该代码用Energia编写，以便利用Arduino系列微控制器的现有LCD库。因此，为该项目开发的代码也可以与Arduino微控制器而不是Tiva C一起使用（假设您使用正确的引脚分配并相应地修改代码）。

步骤7：让显示器工作

显示器和微控制器通过I2C通信连接，只需要两根电线而不是a + 5V电源和地。可用于Arduino系列微控制器（LiquidCrystal库）的LCD代码片段已在Energia中移植和使用。代码在附加的LCDTest1.ino文件中给出。

有关显示的一些有用提示，请参阅以下视频：

https://www.youtube.com/watch？v=qI4ubkWI_f4

步骤8：3D打印

手持设备的机箱设计如上图所示。盒子有助于保持电路板就位，电线不受干扰。该盒子设计有两个用于电线穿过的切口，一个用于电池指示灯LED的切口，以及一个用于拨动开关和按钮开关的切口。附加了必要的文件。

步骤9：连接所有组件

测量所有可用组件的尺寸，并使用Microsoft Visio等图形工具进行布局。一旦计划好所有组件的布局，最好尝试将它们放在自己的位置，以了解最终产品。建议在将每个新组件添加到设备后测试连接。上图中显示了接口过程的概述。 3D打印的盒子为设备提供了干净的外观，同时也保护了内部的电子设备。