Arduino集成

本页提供将FG-3+和FG-3C传感器与Arduino兼容板（Arduino Uno、Arduino Mega、ESP32等）集成的即用型Arduino示例。

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FG-3+ — 频率/周期测量

FG-3+输出一个5V矩形脉冲，其周期与磁场成正比。以下示例使用pulseIn()测量脉冲周期，适用于低更新率应用。对于更高精度和更快采样，请改用硬件定时器输入捕获。

电平转换

FG-3+输出为5V逻辑。只能通过分压器或电平转换器连接到3.3V MCU（如ESP32）。不要将5V信号直接连接到3.3V GPIO引脚。

// FG-3+ 频率测量示例
// 从FG-3+传感器读取脉冲周期并输出到串口
//
// 接线：
//   FG-3+ VCC  -> 5V
//   FG-3+ GND  -> GND
//   FG-3+ OUT  -> Pin 2（3.3V板需通过电平转换器）
//
// 注意：pulseIn()在测量期间会阻塞。对于时间关键应用，请使用硬件定时器。

const int SENSOR_PIN = 2;   // 连接到FG-3+ OUT的数字输入引脚

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(SENSOR_PIN, INPUT);
  Serial.println("FG-3+ 周期测量");
  Serial.println("Period_us");
}

void loop() {
  // 测量一个完整脉冲的周期（HIGH + LOW持续时间）
  // pulseIn以微秒返回持续时间；超时返回0
  unsigned long highTime = pulseIn(SENSOR_PIN, HIGH, 100000UL);  // 100ms超时
  unsigned long lowTime  = pulseIn(SENSOR_PIN, LOW,  100000UL);

  if (highTime == 0 || lowTime == 0) {
    Serial.println("超时 - 未检测到信号");
    return;
  }

  unsigned long periodUs = highTime + lowTime;

  // 以微秒输出周期
  // 要转换为场值（nT），请应用传感器的校准系数
  Serial.println(periodUs);

  delay(100);  // 10 Hz输出率
}

校准

周期（µs）与磁场（nT）之间的关系取决于特定传感器单元。应用传感器校准证书中的校准系数将周期转换为场值。

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FG-3+ — 使用硬件定时器提高精度（ESP32）

在ESP32上获得更高精度，请使用硬件定时器输入捕获：

// 使用ESP32 PCNT的FG-3+高精度周期测量
// 使用脉冲计数器外设进行精确频率计数
//
// 接线：
//   FG-3+ OUT -> GPIO 4（通过电平转换器）

#include "driver/pcnt.h"

#define PCNT_UNIT     PCNT_UNIT_0
#define PCNT_INPUT    GPIO_NUM_4
#define COUNT_TIME_MS 1000  // 计数脉冲1秒

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  // 配置PCNT计数输入引脚上的上升沿
  pcnt_config_t pcnt_config = {
    .pulse_gpio_num = PCNT_INPUT,
    .ctrl_gpio_num  = PCNT_PIN_NOT_USED,
    .lctrl_mode     = PCNT_MODE_KEEP,
    .hctrl_mode     = PCNT_MODE_KEEP,
    .pos_mode       = PCNT_COUNT_INC,  // 计数上升沿
    .neg_mode       = PCNT_COUNT_DIS,
    .counter_h_lim  = 30000,
    .counter_l_lim  = 0,
    .unit           = PCNT_UNIT,
    .channel        = PCNT_CHANNEL_0,
  };

  pcnt_unit_config(&pcnt_config);
  pcnt_counter_pause(PCNT_UNIT);
  pcnt_counter_clear(PCNT_UNIT);
  pcnt_counter_resume(PCNT_UNIT);

  Serial.println("Frequency_Hz");
}

void loop() {
  int16_t count = 0;
  pcnt_counter_clear(PCNT_UNIT);
  delay(COUNT_TIME_MS);
  pcnt_get_counter_value(PCNT_UNIT, &count);

  // count = 每秒脉冲数 = 频率（Hz）
  Serial.println(count);
}

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FG-3C — UART读取

FG-3C在UART模式下通过引脚4以115200波特传输ASCII场值。

// FG-3C UART读取示例
// 通过硬件UART从FG-3C传感器读取磁场值
//
// 接线（Arduino Mega或ESP32）：
//   FG-3C Pin 1 (VCC)  -> 5V
//   FG-3C Pin 2 (GND)  -> GND
//   FG-3C Pin 4 (TX)   -> Serial1 RX（3.3V板需通过电平转换器）
//
// Arduino Uno（无硬件Serial1）：在引脚10、11上使用SoftwareSerial
// ESP32：使用Serial2或任何可用的UART

void setup() {
  Serial.begin(115200);   // USB串行——用于输出到PC
  Serial1.begin(115200);  // 硬件UART——连接到FG-3C Pin 4

  Serial.println("FG-3C UART读取器");
  Serial.println("Field_nT");
}

void loop() {
  // 从FG-3C读取一行（以换行符结束）
  if (Serial1.available()) {
    String line = Serial1.readStringUntil('\n');
    line.trim();

    if (line.length() > 0) {
      float fieldNT = line.toFloat();

      // 输出到USB串行进行监控
      Serial.println(fieldNT, 1);  // 1位小数
    }
  }
}

备注

在Arduino Uno（单硬件UART）上，请在空闲数字引脚上使用SoftwareSerial库。SoftwareSerial限于较低的可靠波特率；在Uno上使用115200时，请使用具有硬件UART的板（Mega、ESP32、Leonardo）。

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读取多个FG-3+传感器（3轴或梯度仪）

对于3轴系统或梯度仪，在不同引脚上测量每个传感器：

// 多传感器FG-3+周期测量
// 在引脚2、3、4上读取3个传感器（例如用于3轴传感器组件）
//
// 接线：
//   传感器X OUT -> Pin 2
//   传感器Y OUT -> Pin 3
//   传感器Z OUT -> Pin 4
//   3.3V板所有均通过电平转换器

const int PINS[3] = {2, 3, 4};
const char* AXIS[3] = {"X", "Y", "Z"};

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
    pinMode(PINS[i], INPUT);
  }
  Serial.println("Axis,Period_us");
}

void loop() {
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
    unsigned long highTime = pulseIn(PINS[i], HIGH, 100000UL);
    unsigned long lowTime  = pulseIn(PINS[i], LOW,  100000UL);

    if (highTime > 0 && lowTime > 0) {
      unsigned long period = highTime + lowTime;
      Serial.print(AXIS[i]);
      Serial.print(",");
      Serial.println(period);
    }
  }

  delay(200);  // 每轴约5 Hz
}