初学者
10 分钟

使用LDC1000和TM4C1294NCPDT实现高分辨率电感测量功能

解锁电感的奥秘

LDC1000 Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

LDC1000 Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C1294NCPDT

准确测量由于导电目标在其磁场中的存在或移动而引起的电感变化。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LDC1000 Click 基于 Texas Instruments 的 LDC1000,这是一款低功耗的电感至数字转换器。LDC1000 通过调节闭环配置中的振荡幅度至恒定水平同时监控谐振器耗散的能量,同时测量 LC 谐振器的阻抗和谐振频率。通过监控注入谐振器的功率量,LDC1000 能够确定阻抗值并将其返回为数字值。此外,LDC1000 还能测量 LC 电路的振荡频率,用于确定 LC 电路的电感,也以数字格式给出。LDC1000 在短程应用中具有亚微米级分辨率,适合精确测量导电目标的位置、运动或组成。此 Click board™ 配备有 一个可拆卸的传感器(包括一个 36 圈 PCB 线圈和一

个 100pF 1% NPO 电容的 LC 罐)。当导电目标移动 到感应器的交流磁场中时,LDC 测量由此引起的电感变化,以提供有关目标在传感器线圈上方位置的信息。电感变化是由于目标中由传感器磁场引起的涡流(循环电流)造成的。这些电流产生一个次级磁场,与传感器场相抗衡,导致观察到的电感发生变化,用于精确定位目标在传感器线圈上横向移动。LDC1000 通过标准 SPI 串行接口与 MCU 通信,最大频率为 4MHz。它还有一个中断引脚连接到 mikroBUS™ 插 座的 INT 引脚,可以通过编程中断模式寄存器以三种不同方式配置。中断引脚可以作为具有可编程滞后的

接近开关、唤醒功能或指示新数据可用的有效条件的数据就绪引脚。这种 LDC 的感应非常可靠,恶劣条件 不会影响 LDC1000 的性能。除了可拆卸的传感器外,板载的 INA 和 INB 引脚允许您替换提供的传感器并焊接自己的传感器。此 Click board™ 可以通过 I/O 级别跳线选择使用 3.3V 或 5V 的逻辑电压水平,使得 3.3V 和 5V 能力的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

LDC1000 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Fusion for TIVA v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持广泛的微控制器,如不同的32位ARM® Cortex®-M基础MCUs,来自Texas Instruments,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次通过WiFi网络实现的嵌入式调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,Fusion for TIVA v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何

时候都能访问。Fusion for TIVA v8开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个先进的集成CODEGRIP程序/调试模块提供许多有价值的编程/调试选项,包括对JTAG、SWD和SWO Trace(单线输出)的支持,并与Mikroe软件环境无缝集成。此外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB HOST/DEVICE、CAN(如果MCU卡支持的话)和以

太网也包括在内。此外,它还拥有广受好评的 mikroBUS™标准,为MCU卡提供了标准化插座(SiBRAIN标准),以及两种显示选项,用于TFT板线产品和基于字符的LCD。Fusion for TIVA v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

Fusion for Tiva v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

128

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PH0
CS
SPI Clock
PQ0
SCK
SPI Data OUT
PQ3
MISO
SPI Data IN
PQ2
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PQ4
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

LDC1000 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Fusion for Tiva v8作为您的开发板开始。

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly
Buck 22 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
v8 SiBRAIN MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

此库包含 LDC1000 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • ldc1000_get_proximity_data - 此函数读取接近度数据。

  • ldc1000_get_inductance_data - 此函数读取电感数据。

  • ldc1000_get_int_input - 此函数从 INT 引脚读取输入电压。

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 
 * \brief Ldc1000 Click example
 * 
 * # Description
 * This example showcases how to initialize and configure the logger and click modules and
 * read and display proximity and impendance data.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * This function initializes and configures the logger and click modules. Configuration data 
 * is written to the: rp maximum/minimum, sensor frequency, LDC/Clock/Power registers.
 * 
 * ## Application Task  
 * This function reads and displays proximity and impendance data every 10th of a second.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ldc1000.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static ldc1000_t ldc1000;
static log_t logger;

static uint16_t old_proximity;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    ldc1000_cfg_t cfg;

    old_proximity = 0;

    /** 
     * 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.

    ldc1000_cfg_setup( &cfg );
    LDC1000_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    ldc1000_init( &ldc1000, &cfg );
    Delay_ms( 100 );
    ldc1000_default_cfg( &ldc1000 );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( )
{
    uint16_t proximity;
    float inductance;

    proximity = ldc1000_get_proximity_data( &ldc1000 );
    inductance = ldc1000_get_inductance_data( &ldc1000 );

    if ( ( ( proximity - old_proximity ) > LDC1000_SENSITIVITY ) &&
         ( ( old_proximity - proximity ) > LDC1000_SENSITIVITY ) )
    {
        log_printf( &logger, " * Proximity: %d \r\n", proximity );

        log_printf( &logger, " * Impendance: %f uH\r\n", inductance );

        old_proximity = proximity;

        log_printf( &logger, "--------------------\r\n" );
        Delay_ms( 100 );
    }
}

void main ( )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}

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

额外支持

资源

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