中级
20 分钟

使用 ACS37041KLHBLT-010B3 和 PIC18F57Q43 实现最高 ±10A 的隔离电流测量

适用于严苛工业应用的隔离双向电流感测解决方案

Hall Current 22 Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 4月 23, 2025

点击板

Hall Current 22 Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

精确测量双向电流,同时实现电气隔离和极低的功耗损失

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Hall Current 22 Click 基于来自 Allegro Microsystems 的集成霍尔效应电流传感器 ACS37041(ACS37041KLHBLT-010B3),可为多种工业与能源相关应用提供电流感测能力。该传感器提供无需分流器的独立电流测量方案,无需外部检测电阻。它输出的模拟电压信号与被测电流之间具备电气隔离,从而增强系统的安全性与灵活性。Hall Current 22 Click 特别适用于工业电机驱动、清洁能

源串式及微型逆变器,以及个人移动设备等应用场景。ACS37041 内部电流导体的电阻仅为 1.6mΩ,适用于对功率损耗要求严格的应用。其支持 ±10A 的双向电流检测,灵敏度高达 132mV/A,工作电压支持 100VRMS,确保了稳定、可靠的测量性能。此外,ACS37041 通过了 AEC-Q100 Grade 1 汽车级认证,可在苛刻环境中稳定运行。ACS37041 的输出信号可以使用 Microchip 的 12 位 SAR A/D 转换器

 MCP3221 进行数字化,转换器通过兼容 I2C 的两线接口与主控通信,或直接连接至 mikroBUS™ 插座上的模拟输入脚 AN。用户可通过板载的 AD SEL SMD 开关选择输出模式,将其设置为 AN 或 I2C 模式。本 Click board™ 仅支持 3.3V 逻辑电平工作。如需与不同逻辑电平的 MCU 搭配使用,需进行适当的电平转换。该板配备了包含丰富功能的软体库及示例代码,可作为进一步开发的参考。

Hall Current 22 Click hardware overview image

Volitage请勿在负载连接状态下触摸该板卡!

注意: 本 Click board™ 在施加高电压时仅限专业人员操作使用。在处理危险电压时,必须特别小心,以确保人身安全。

功能概述

开发板

PIC18F57Q43 Curiosity Nano 评估套件是一款尖端的硬件平台,旨在评估 PIC18-Q43 系列内的微控制器。其设计的核心是包含了功能强大的 PIC18F57Q43 微控制器(MCU),提供先进的功能和稳健的性能。这个评估套件的关键特点包括一个黄 色用户 LED 和一个响应灵敏的机械用户开关,提供无

缝的交互和测试。为一个 32.768kHz 水晶振荡器足迹提供支持,确保精准的定时能力。套件内置的调试器拥有一个绿色电源和状态 LED,使编程和调试变得直观高效。此外,增强其实用性的还有虚拟串行端口 (CDC)和一个调试 GPIO 通道(DGI GPIO),提供广泛的连接选项。该套件通过 USB 供电,拥有由

 MIC5353 LDO 调节器提供支持的可调目标电压功能,确保在 1.8V 至 5.1V 的输出电压范围内稳定运行,最大输出电流为 500mA,受环境温度和电压限制。

PIC18F57Q43 Curiosity Nano double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

48

RAM (字节)

8196

你完善了我!

配件

Curiosity Nano Base for Click boards 是一款多功能硬件扩展平台,专为简化 Curiosity Nano 套件与扩展板之间的集成而设计,特别针对符合 mikroBUS™ 标准的 Click 板和 Xplained Pro 扩展板。这款创新的基板(屏蔽板)提供了无缝的连接和扩展可能性,简化了实验和开发过程。主要特点包括从 Curiosity Nano 套件提供 USB 电源兼容性,以及为增强灵活性而提供的另一种外部电源输入选项。板载锂离子/锂聚合物充电器和管理电路确保电池供电应用的平稳运行,简化了使用和管理。此外,基板内置了一个固定的 3.3V 电源供应单元,专用于目标和 mikroBUS™ 电源轨,以及一个固定的 5.0V 升压转换器,专供 mikroBUS™ 插座的 5V 电源轨,为各种连接设备提供稳定的电力供应。

Curiosity Nano Base for Click boards accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
PA0
AN
NC
NC
RST
ID COMM
PD4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB2
SCL
I2C Data
PB1
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Hall Current 22 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity Nano with PIC18F57Q43作为您的开发板开始。

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
PIC18F47Q10 Curiosity Nano front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
PIC18F57Q43 Curiosity MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

软件支持

库描述

Hall Current 22 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。

示例描述
本示例演示了如何使用 Hall Current 22 Click 板读取并显示输入电流测量值。

关键功能:

  • hallcurrent22_cfg_setup - 初始化 Click 配置结构为默认值。

  • hallcurrent22_init - 初始化此 Click 板所需的所有引脚和外设。

  • hallcurrent22_calib_offset - 校准零电流偏移值。

  • hallcurrent22_calib_resolution - 在已知负载电流下校准数据分辨率。

  • hallcurrent22_read_current - 读取输入电流值(单位:安培)。

应用初始化
初始化驱动程序,并在 1A 负载电流下进行零电流偏移和数据分辨率校准。

应用任务
读取输入电流测量值,并每秒将结果显示在 USB UART 上。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Hall Current 22 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Hall Current 22 Click board by reading and
 * displaying the input current measurements.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and calibrates the zero current offset and data resolution
 * at 1A load current.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the input current measurements and displays the results on the USB UART
 * approximately once per second.
 *
 * @note
 * The measurement range is approximately: +/- 10A.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hallcurrent22.h"

// Load current [A] used for the data resolution calibration process.
#define HALLCURRENT22_CALIBRATING_CURRENT   1.0f

static hallcurrent22_t hallcurrent22;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    hallcurrent22_cfg_t hallcurrent22_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    hallcurrent22_cfg_setup( &hallcurrent22_cfg );
    HALLCURRENT22_MAP_MIKROBUS( hallcurrent22_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( HALLCURRENT22_OK != hallcurrent22_init( &hallcurrent22, &hallcurrent22_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_printf( &logger, " Calibrating zero current offset in 5 seconds...\r\n" );
    log_printf( &logger, " Make sure no current flows through the sensor during the calibration process.\r\n" );
    for ( uint8_t cnt = 5; cnt > 0; cnt-- )
    {
        log_printf( &logger, " %u\r\n", ( uint16_t ) cnt );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
    if ( HALLCURRENT22_ERROR == hallcurrent22_calib_offset ( &hallcurrent22 ) )
    {
        log_error( &logger, " Calibrate offset." );
        for ( ; ; );
    }
    log_printf( &logger, " Offset calibration DONE.\r\n\n" );

    log_printf( &logger, " Calibrating data resolution in 5 seconds...\r\n" );
    log_printf( &logger, " Keep the load current set at %.1f A during the calibration process.\r\n", 
                HALLCURRENT22_CALIBRATING_CURRENT );
    for ( uint8_t cnt = 5; cnt > 0; cnt-- )
    {
        log_printf( &logger, " %u\r\n", ( uint16_t ) cnt );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
    if ( HALLCURRENT22_ERROR == hallcurrent22_calib_resolution ( &hallcurrent22, HALLCURRENT22_CALIBRATING_CURRENT ) )
    {
        log_error( &logger, " Calibrate resolution." );
        for ( ; ; );
    }
    log_printf( &logger, " Data resolution calibration DONE.\r\n" );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    float current = 0;
    if ( HALLCURRENT22_OK == hallcurrent22_read_current ( &hallcurrent22, &current ) ) 
    {
        log_printf( &logger, " Current : %.1f A\r\n\n", current );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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