提供有价值的数据以监控工业设备的功耗并检测潜在问题
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硬件概览
它是如何工作的?
PWR Meter 3 Click 基于 Allegro Microsystems 的 ACS37800KMCTR-030B3-I2C,这是一种简洁的电压、电流和功率监测解决方案,适用于 60Hz 的多种交流/直流应用,能够简化电源监测功能的集成。ACS37800KMCTR-030B3-I2C 内部包含一条铜导电路径,用于产生与所施加电流成正比的磁场,并采用差分检测方式以抑制共模磁场引入的误差。该器件特别适用于高隔离应用,具有 4800VRMS 的增强型隔离等级,以及 ±15A/±30A/±60A 的可靠双向电流检测范围。凭借其高度可配置性和集成功能,该 Click 板可适用于大多数电源监测场景。ACS37800KMCTR-030B3-I2C 通过 REF 引脚检测所施加电压(范围为
9.5V 至 27V),并通过电阻分压,使其适配板载电压检测放大器的输入范围,并实现电气隔离。电流通过电流检测端施加,使用集成电流环和隔离霍尔传感器进行检测。这两个模拟信号随后由高精度 ADC 采样后进入数字系统。计量引擎随后计算电源频率,并计算电流、电压和功率的 RMS 值,提供多种平均处理和配置选项。PWR Meter 3 Click 使用标准的 I2C 2 线接口与 MCU 通信,用于读取数据和设置配置,支持 I2C 标准模式(100kHz)与快速模式(最高 400kHz)。该芯片可通过 mikroBUS™ 插座上的 RST 引脚(连接至 EN)使能或关闭,从而通过TPS2041B 控制对 ACS37800KMCTR-030B3-I2C
的电源通断。除了电压与电流测量能力外,板载还有两个 LED 指示灯(DIO0 和 DIO1),用于可视化提示运行异常状态,例如欠压、过压报告以及快速过流故障检测。其中 DIO0 默认用于零交叉检测,DIO1 用于过流检测。除了 LED 指示,这些状态信息还可通过 mikroBUS™ 插座上的 INT 和 AN 引脚(标记为 D0 和 D1)进行检测。该 Click 板仅支持 3.3V 逻辑电平。在使用其他逻辑电平的 MCU 前,需进行适当的电平转换。不过,该 Click 板配有配套函数库与示例代码,可供进一步开发使用。

功能概述
开发板
EasyPIC v7 是第七代 PIC 开发板,专为快速开发嵌入式应用而设计。它支持 Microchip 的广泛 8 位 PIC 微控制器,并具备一系列独特功能,如强大的板载 mikroProg 程序员和通过 USB-B 的在线电路调试器。开发板布局合理,设计周到,确保最终用户在一个地方可以找到所有必需的元素,如开关、按钮、指示器、连接器等。EasyPIC v7 提供四种不同的连接器用于每个端口,使您能够比以往更高效地连接附件板、传感器和自定义电子设备。EasyPIC v7 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。一个集成的 mikroProg、一个快速的 USB 2.0 程序器带有 mikroICD 硬件在线电路调试器,提供许多宝贵的编程/调试选项并与 Mikroe 软件环境无缝集成。此外,它还包括一个为开发板提供的干净且调节过的电源模块。它可以使用各种外部电源,包括外部 12V 电源、7-23V 交流或 9-32V 直流通过 DC 连接器/螺丝端子,以及通过 USB Type-B(USB-B)连接器的电源。通信选项如 USB-UART 和 RS-232 也包括在
内,还有广受好评的 mikroBUS™ 标准、三种显示选项(七段、图形和基于字符的 LCD),以及几种不同的 DIP 插座。这些插座覆盖了广泛的 8 位 PIC MCU,包括 PIC10F, PIC12F, PIC16F, PIC16Enh, PIC18F, PIC18FJ, 和 PIC18FK 系列。EasyPIC v7 是 Mikroe 快速开发生态系统的一个重要组成部分,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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
PIC
MCU 内存 (KB)
24
硅供应商
Microchip
引脚数
40
RAM (字节)
2048
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
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
PWR Meter 3 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 PWR Meter 3 Click 板读取并显示电压、电流和功率的 RMS 测量值。
关键功能:
pwrmeter3_cfg_setup
- 配置对象初始化函数。pwrmeter3_init
- 初始化函数。pwrmeter3_default_cfg
- Click 默认配置函数。pwrmeter3_get_dio0_pin
- 读取 DIO0 引脚逻辑状态的函数。pwrmeter3_get_dio1_pin
- 读取 DIO1 引脚逻辑状态的函数。pwrmeter3_read_average_rms
- 读取指定数量样本的平均电压和电流 RMS 测量值。
应用初始化
初始化驱动并执行 Click 默认配置,该配置设置直流测量方式,并将 VRMS 的过压阈值设定为约 28V,欠压阈值设定为约 9.3V。
应用任务
从 500 个样本中读取平均电压与电流 RMS 值,然后计算功率并将结果输出到 USB UART。如果检测到欠压(UV)或过压(OV)标志,将在日志中显示相应信息。
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 PWR Meter 3 Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of PWR Meter 3 Click board by reading and displaying
* the voltage, current, and power RMS measurements.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and performs the Click default configuration which sets the DC measurement
* and VRMS thresholds to about 28V for overvoltage and about 9.3V for undervoltage flag.
*
* ## Application Task
* Reads the voltage and current RMS values averaged from 500 samples, then calculates the power from it
* and displays the results on the USB UART. Also if an UV or OV flag is detected it will be logged accordingly.
*
* @note
* In case of 15A or 60A versions of PWR Meter 3 Click board the PWRMETER3_MAX_CURRENT macro from pwrmeter3.h file
* must be adjusted for accurate current measurements.
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "pwrmeter3.h"
static pwrmeter3_t pwrmeter3;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
pwrmeter3_cfg_t pwrmeter3_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.
pwrmeter3_cfg_setup( &pwrmeter3_cfg );
PWRMETER3_MAP_MIKROBUS( pwrmeter3_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( I2C_MASTER_ERROR == pwrmeter3_init( &pwrmeter3, &pwrmeter3_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
if ( PWRMETER3_ERROR == pwrmeter3_default_cfg ( &pwrmeter3 ) )
{
log_error( &logger, " Default configuration." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
float v_rms, i_rms;
if ( PWRMETER3_OK == pwrmeter3_read_average_rms ( &pwrmeter3, &v_rms, &i_rms, PWRMETER3_DEF_AVG_SAMPLES ) )
{
if ( !pwrmeter3_get_dio0_pin ( &pwrmeter3 ) )
{
log_printf ( &logger, " Over-voltage detected!\r\n" );
}
if ( !pwrmeter3_get_dio1_pin ( &pwrmeter3 ) )
{
log_printf ( &logger, " Under-voltage detected!\r\n" );
}
log_printf ( &logger, " Voltage: %.2f V\r\n", v_rms );
log_printf ( &logger, " Current: %.2f A\r\n", i_rms );
log_printf ( &logger, " Power: %.2f W\r\n\n", i_rms * v_rms );
}
}
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