指南针模块

指南针模块可能是头带中最重要的部分。 没有它我们将无法确定方位角。

在对此进行排序之后，我们开始在串行监视器上打印数据并注意到某些事情是不对的。 为了更好地了解输出数据，我们决定使用Python将其绘制成图形，如上图所示。

因为它是一个三轴罗盘，所以将点绘制成三个平面，在第一列中，所有三个平面都显示为重叠，然后分别显示每个平面。 在第一行中绘制来自罗盘模块的未改变的数据。 正如您可以清楚地看到点正在形成一个圆，其中心与图中的零不相同，原因是值具有一些偏移。

为了消除偏移，需要校准。 这是通过在每个可能的方向上理想地旋转罗盘并寻找每个轴的最大值和最小值来完成的。 在完成校准之后，保存最大值和最小值（在当前版本的软件中它没有完全起作用），然后修改从罗盘读取的值，使得几乎没有偏移。

更正的值显示在第二行中。 根据这些校正值计算的方位角非常准确。我们计划将来通过使用带加速度计的罗盘模块来解决这个问题，然后补偿倾斜。

能源管理

为此，我们选择了尺寸为4x30x40mm和550mAh的LiPo电池。 与03962A充电器模块一起，它位于盒子的底部。 充电器模块不仅可以对电池充电，还可以通过在电池电压低于2．5V时断开电路并通过检测过电流来短路来保护电池免于过放电。 充电模块板上还有一个微型USB连接器，可以方便地为头带充电。

最初我们计划将头带中的电子设备运行在3．3V，但是当我们将所有模块放在一起时，它变得更加复杂。 Arduino Nano板应该在5V上运行，它有自己的5V稳压器，另一方面蓝牙和指南针模块都使用3．3V，它们还配备了板载稳压器。 我们面临的困境是要么在3．3V上运行所有东西，并希望arduino能够继续正常工作或以某种方式获得5V电源。 我们选择安全地使用它并使用MT3608升压升压转换器将电池电压增加到大约6．5V，然后通过Arduino的稳压器运行以获得稳定的5V电源。 然而，将来我们只想使用3．3V，可以使用例如Arduino Pro Mini，用于此电压和LDO电压调节器直接连接到电池。

外壳

外壳的尺寸为60x60x30mm，采用3D打印，由三部分组成：底部，顶部和垫片，所有STL文件都上传到该项目中。 基本上底部包含一切，顶部用作盖子。 在这两个部分之间是两个橡皮布，橡胶通过盒子进入。 顶部通过四个M3x15mm螺钉牢固固定，这种小齿轮可以确保橡胶不会脱落。 在电池和PCB之间放置薄的3D打印薄片，充当间隔物并确保PCB底部的尖锐引线不会损坏电池。 PCB固定在盒子中，其角部有四个支架，螺钉固定在支架上。

带电子设备的盒子只是头带的一部分。 另一部分是橡皮筋，它绕过你的头部并且其中装有振动马达。 橡皮筋长50厘米，宽60毫米，折成两半，内部放置电机和电线连接。 每个电机都与LED，电阻器和二极管一起放在3D打印的外壳内。

振动电机不能直接从Arduino的输出驱动，因为它们的4伏电压需要消耗100mA电流，这比Arduino可以处理的要多。 因此，我们添加了四个双极NPN晶体管，用于驱动一个电机。 头带现在工作得很好，它有一些我们尚未在软件中解决的硬件功能，如开关按钮和电池电压测量。您可以在下图中看到头带的整个原理图。