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通过 MCP3201 和 STM32F302VC 提高您的交流测量

触手可及的完美交流洞察

AC Current Click with CLICKER 4 for STM32F302VCT6

已发布 7月 22, 2025

点击板

AC Current Click

开发板

CLICKER 4 for STM32F302VCT6

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F302VC

利用我们先进的交流测量解决方案,优化能源使用、提升安全性,并在各种应用中提高效率。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

AC Current Click基于Microchip的MCP607,这是一款微功率CMOS运算放大器。应与此Click板一起使用的非侵入式传感器利用了电磁感应现象,类似于变压器。尽管不存在主线圈,但电磁场是由电缆中流过的交流电流产生的,并进行测量。感应探头的核心是分裂的,使其能够夹在导电电缆上。由于传感器在被电气隔离的同时不会以任何方式影响测量电路,因此它是测量通过主电源或类似高电压装置运行的电流的理想解决方案。请注意,由于直流电流无法产生交替磁场,因此只能测量交流电流,因此传感器仅可用于交流电流测量。Click板配备了3.5mm插孔连接器,用于连接感应探头。传感器输入经过MCP607进行滤波和放大,以使读数保持可靠,并且受到EMI和无线干扰的保护。用于转换的参考电压为2.048V,由Analog Devices的电压参考MAX6106提供。它对连接到3.5mm插孔连接

器的无触点、非侵入式电流传感器产生的输入电压进行采样。这样可以最小化输入的失真。放大比(G)使用非反相运算放大器配置公式进行计算:G = 1 + R4 / R3。知道传感器的最大电压(对于10A电流)、ADC的参考电压2.048V以及运算放大器的增益因子,很容易计算出所测电流的值。Click板配备了执行所有必要计算的库函数,为应用程序开发提供了简单快速的解决方案。如果使用具有不同名义值的其他传感器,则用户也可以轻松开发自己的方法和函数,并使用现有函数。然而,这款Click板也作为AC Current click - bundle的一部分提供,该bundle还包含经校准的与AC Current click(10A - 1V)配合使用的电流测量传感器。AC Current Click使用MCP3201的标准3线(只读)SPI串行接口与主机MCU通信。除了板上的A/D转换器外,还提供给用户模拟信号路径,使板能够适应各种使用场

景。除了板上的ADC外,还可以使用mikroBUS™的AN引脚使用外部转换器。来自第一个(非反相)运算放大器的预处理电压被引到板上的ADC和另一个运算放大器,它充当增益为单位的缓冲器。它在AN引脚提供了一个缓冲的模拟电压,可以通过板上的ADC绕过,用于外部使用。MCP607由两个集成运算放大器组成,因此相同的IC既用于输入预处理又用于输出缓冲。请注意,虽然Click板旨在使用电气隔离的传感器通过隔离电缆测量电流而不进行接触,但在使用危险电压时始终要特别小心。任何涉及高电压的操作都应由经过培训的人员执行。该Click板可以使用通过VCC SEL跳线选择的3.3V或5V逻辑电平操作。这样,既能够使用3.3V又能够使用5V能力的MCU正确使用通信线路。此外,该Click板配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

AC Current Click hardware overview image
AC Current Click Current Warning image

功能概述

开发板

Clicker 4 for STM32F3 是一款紧凑型开发板,作为完整的解决方案而设计,可帮助用户快速构建具备独特功能的定制设备。该板搭载 STMicroelectronics 的 STM32F302VCT6 微控制器,配备四个 mikroBUS™ 插槽用于连接 Click boards™、完善的电源管理功能以及其他实用资源,是快速开发各类应用的理想平台。其核心 MCU STM32F302VCT6 基于高性能 

Arm® Cortex®-M4 32 位处理器,运行频率高达 168MHz,处理能力强大,能够满足各种高复杂度任务的需求,使 Clicker 4 能灵活适应多种应用场景。除了两个 1x20 引脚排针外,板载最显著的连接特性是四个增强型 mikroBUS™ 插槽,支持接入数量庞大的 Click boards™ 生态系统,该生态每日持续扩展。Clicker 4 各功能区域标识清晰,界面直观简洁,极大

提升使用便捷性和开发效率。Clicker 4 的价值不仅在于加速原型开发与应用构建阶段,更在于其作为独立完整方案可直接集成至实际项目中,无需额外硬件修改。四角各设有直径 4.2mm(0.165")的安装孔,便于通过螺丝轻松固定。对于多数应用,只需配套一个外壳,即可将 Clicker 4 开发板转化为完整、实用且外观精美的定制系统。

CLICKER 4 for STM32F302VCT6 double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32F302VC Image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

256

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

100

RAM (字节)

40960

你完善了我!

配件

交流电流传感器是一种非侵入式设备,专为测量交流电流而设计。这款分裂式传感器可以轻松夹在活线或零线周围,因此在各种应用中具有多样性。它在交流电机、照明设备和空压机的电流测量、监测和保护中发挥作用。该传感器的主要特点包括开放尺寸为13mm x 13mm,导线长度为1m,壳体和输出之间的介电强度为1000V AC/1min 5mA。其工作温度范围为-25°C至+70°C,符合B级阻值。内置采样电阻(RL)为186Ω,非线性为±3%。输出模式范围从0到1V,适用于输入电流从0到10A的交流电流。具有符合UL94-VO的防火性能,这款交流电流传感器确保了在各种电气应用中可靠且安全的电流监测。

AC Current Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
PC4
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PA4
CS
SPI Clock
PA5
SCK
SPI Data OUT
PA6
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
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

AC Current Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ MXS Data Capture Board front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以CLICKER 4 for STM32F302VCT6作为您的开发板开始。

PIC32MZ MXS Data Capture Board front image hardware assembly
Thermo 21 Click front image hardware assembly
Thermo 21 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product6 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
PIC32MZ MXS Data Capture Board NECTO MCU Selection Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto image step 11 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

这个库包含了AC Current Click驱动器的API。

K关键函数:

  • accurrent_get_a - 获取AC电流的电流值,单位为安培(A)

  • accurrent_get_ma - 获取AC电流的电流值,单位为毫安培(mA)

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 AcCurrent Click example
 * 
 * # Description
 * This application measures AC current through a conductor.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * SPI driver and Click initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the value of AC current and displays it on the USB UART.
 * 
 * ## NOTE
 * An appropriate AC Current sensor needs to be connected to the Click board.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "accurrent.h"

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

static accurrent_t accurrent;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    accurrent_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.
    accurrent_cfg_setup( &cfg );
    ACCURRENT_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    accurrent_init( &accurrent, &cfg );
}

void application_task ( void )
{
    float ac_current = 0;
    ac_current = accurrent_get_ma( &accurrent );
    log_printf( &logger, "Current value: %.3f mA\r\n", ac_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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