中级
30 分钟

使用TM4C1299KCZAD实现液体浊度水平的连续实时监测

提升对液体质量的洞察力

Turbidity Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 25, 2024

点击板

Turbidity Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C1299KCZAD

开发一个适配器解决方案,可无缝集成各种浊度传感器,增强其在不同应用中准确测量和解释流体混浊度的能力。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Turbidity Click是一款适配器Click board™,简化了浊度传感器与主机MCU的接口。该Click board™是一块小型PCB,可以像其他Click board™一样连接到mikroBUS™插座,其上有一个用于连接浊度传感器的1x3 2.5mm间距垂直型板连接器。每个连接器引脚对应于浊度传感器的引脚,通过专门为此目的制作的额外3线浊度Click电缆连接到此连接器,从而实现轻松引脚访问和操作,同时始终保持完美的连接质量。此Click board™允许用户在项目中添加

一个能够检测液体混浊度或雾度的传感器,这种混浊度或雾度是由大量肉眼看不见的个体颗粒引起的。浊度水平是基于干净水测量和使用结束时的水测量之间的比较来确定的;更确切地说,浊度传感器通过测量透射光的数量来确定液体的浊度。除了浊度,这个传感器还测量液体的温度。浊度传感器的模拟输出电压可以通过MCP3221转换为数字值,MCP3221是一款来自Microchip的12位分辨率的逐次逼近A/D转换器,使用兼容I2C的两线接口。使用

MCP3221和I2C接口,在标准模式下数据传输速率为100kbit/s,在快速模式下为400kbit/s。此Click board™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压水平工作。这样,3.3V和5V的MCU都可以正确使用通信线。此外,此Click board™配备了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。

Turbidity Click top side image
Turbidity Click bottom side 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)

512

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

212

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
NC
NC
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
PB3
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Turbidity 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
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
v8 SiBRAIN Access 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

该库包含 Turbidity Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • turbidity_get_ntu - 浊度获取NTU值功能

  • turbidity_read_adc - 浊度读取ADC值功能

  • turbidity_get_adc_voltage - 浊度获取电压值功能

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 Turbidity Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the Turbidity Click driver.
 * The demo application reads ADC value, ADC voltage and 
 * Nephelometric Turbidity Units ( NTU ).
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of I2C module and log UART.
 * After driver initialization, default settings turn on the device.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the Turbidity Click board™.
 * In this example, we monitor and display Nephelometric Turbidity Units ( NTU ).
 * Results are being sent to the Usart Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "turbidity.h"

static turbidity_t turbidity;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    turbidity_cfg_t turbidity_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.
    turbidity_cfg_setup( &turbidity_cfg );
    TURBIDITY_MAP_MIKROBUS( turbidity_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == turbidity_init( &turbidity, &turbidity_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( TURBIDITY_ERROR == turbidity_default_cfg ( &turbidity ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, "----------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void ) 
{
    static float ntu;
    
    turbidity_get_ntu( &turbidity, &ntu );
    log_printf( &logger, "\tNTU : %.2f\r\n", ntu );
    log_printf( &logger, "----------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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