Беспроводная передача данных по магнитному полю на Arduino с 3D-сенсором Infineon

Компоненты и материалы

• Arduino UNO — 1 шт. (передатчик)
• Infineon 3D Magnetic Sensor 2Go (TLE493D-W2B6) — 1 шт. (приемник)
• Электромагнит — 1 шт. (готовый или самодельный: магнитная проволока на железном болте)
• Релейный модуль (1 канал) — 1 шт. (коммутация электромагнита)
• Провода перемычки
• Источник питания для электромагнита (соответствует его напряжению/току)

Приложения и сервисы

• Arduino IDE
• Infineon 3D Magnetic Sensor GUI (только Windows) — визуализация данных сенсора

О проекте

Экспериментальная передача двоичных данных без радиоволн: электромагнит модулирует магнитное поле (вкл/вык = 1/0), 3D-сенсор Infineon улавливает изменения по осям X, Y, Z. Демонстрирует принцип магнитной связи на малом расстоянии.

Шаг 1: Подключение Arduino (передатчик)

• Вход реле (IN) → D12 Arduino
• Электромагнит + его питание → на нормально разомкнутые контакты реле (NO, COM)
• Arduino питается от USB

Схема в разделе «Schematics».

Шаг 2: Прошивка передатчика (Arduino UNO)

int incomingByte = 0;
int data = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(12, OUTPUT);
  Serial.println("Starting...");
  Serial.println("Send a string of binary digits");
}

void loop() {
  if (Serial.available() > 0) {
    incomingByte = Serial.read();
    data = 1;
    if (incomingByte == '0') { // ASCII 48
      digitalWrite(12, LOW);  // магнит ВЫКЛ
      Serial.print("0");
      delay(100);
    }
    else if (incomingByte == '1') { // ASCII 49
      digitalWrite(12, HIGH); // магнит ВКЛ
      Serial.print("1");
      delay(100);
    }
    else {
      Serial.print("?");
    }
  }
  else {
    if (data == 1) {
      digitalWrite(12, LOW); // сброс магнита после пакета
      Serial.println();
      data = 0;
    }
  }
}

После загрузки откройте Serial Monitor (9600 baud). Ввод строки «101010» заставит реле щелкать — магнит модулируется.

Шаг 3: Установка GUI Infineon (приемник)

1. Скачайте GUI с сайта Infineon (раздел «Free Download» для 2GO Kit). Только Windows. На Mac/Linux — виртуальная машина.
2. Установите GUI и USB-драйвер.

Шаг 4: Тест приемника

1. Подключите 2Go-плату к ПК по USB.
2. Запустите GUI → Link → выберите Fast Mode.
3. Должен появиться поток данных по осям X, Y, Z.

Шаг 5: Настройка Arduino IDE для программирования 2Go

2Go основана на XMC1100 (ARM Cortex-M0). Чтобы программировать её из Arduino IDE:

1. File → Preferences → Additional Boards Manager URLs: добавьте https://github.com/Infineon/Assets/releases/download/current/package_infineon_index.json
2. Tools → Board → Boards Manager → поиск «XMC» → Install Infineon XMC Boards.
3. Скачайте библиотеку TLE493D_W2B6 с GitHub Infineon (ZIP). Sketch → Include Library → Add .ZIP Library.

Шаг 6: Прошивка 2Go (приемник)

#include 

Tle493d_w2b6 mag3DSensor = Tle493d_w2b6();
const int sens = 1; // порог чувствительности (меньше = чувствительнее)

void setup() {
  mag3DSensor.begin();
  mag3DSensor.enableTemp();
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  mag3DSensor.updateData();
  // Если модуль вектора магнитного поля превышает порог по любой оси
  if (abs(mag3DSensor.getX()) > sens || 
      abs(mag3DSensor.getY()) > sens || 
      abs(mag3DSensor.getZ()) > sens) {
    digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // магнит обнаружен
  } else {
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  }
  delay(50); // не спамим
}

Настройте sens экспериментально (зависит от расстояния, силы магнита, помех).

Шаг 7: Интегральный тест

1. Разместите электромагнит рядом с 2Go-сенсором.
2. 2Go → питание (USB ПК), Arduino → USB (тот же или другой ПК).
3. Откройте Serial Monitor Arduino, вводите «1» и «0».
4. Встроенный светодиод 2Go должен мигать в такт передаваемым битам.
5. Если не работает: сблизьте магнит, уменьшите sens, перезапустите 2Go.

Идеи для развития

• Кнопка на Arduino для автономной передачи заданного сообщения
• Подключение динамика — передача звука (очень низкое качество, но принцип)
• Модуляция не только амплитудой (вкл/выкл), но и частотой/фазой
• Использование нескольких сенсоров для MIMO

Проект открыт: GitHub.