中级
20 分钟

使用DA7280和ATmega644P为各种电子应用提供精确的触觉反馈

能够操作线性谐振执行器(LRA)和偏心旋转质量(ERM)执行器

Haptic 4 Click with EasyAVR v7

已发布 6月 24, 2024

点击板

Haptic 4 Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega644P

具有多种输入触发、集成波形存储和宽带支持的 LRA/ERM 触觉驱动器。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Haptic 4 Click 基于 Renesas 的 DA7280,这是一款设计用于驱动线性谐振致动器 (LRA) 和偏心旋转质量 (ERM) 致动器的触觉驱动器。DA7280 的显著特点是其自动闭环 LRA 谐振频率跟踪功能,确保在各种条件下(包括生产公差和机械耦合效应)的一致性能。根据寄存器配置,其驱动 LRA 和 ERM 致动器的能力源于其差分输出驱动架构和连续运动感应,这促进了无校准操作并减少了软件复杂性。DA7280 的架构针对宽带操作进行了优化,充分发挥了最新宽带和多方向 LRA 的潜力。此特性使其非常适合从可穿戴设备和电

子外设到汽车、工业环境和 AR/VR 控制器的许多应用。DA7280 独特的驱动电平控制能力通过电流调节回路和高频 PWM 调制来增强其实用性,它支持通过 mikroBUS™ 引脚(GP0、GP1 和 GP2)触发的六个独立触觉序列而无需主机干预,并且可以通过 I2C 或 PWM 信号进行外部控制。通过 I2C 接口,该 Click board™ 可以与支持高达 1MHz 频率的主 MCU 通信。DA7280 还能够在驱动时进行闭环致动器监测,实现无校准播放、频率跟踪(仅限 LRA)、主动加速、快速停止和致动器诊断,这些功能可通过 

mikroBUS™ 插座的 IRQ 引脚获得。驱动 LRA 时可以启用连续谐振频率跟踪,通过闭环控制跟踪致动器的机械谐振。此功能最大限度地提高了窄带致动器的电能到机械能转换效率,特别适用于操作系统通知和警报等应用。此 Click board™ 可以在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平下运行,通过 PWR SEL 跳线选择。这种方式下,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,此 Click board™ 配备了包含易于使用的函数库和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

Haptic 4 Click hardware overview image

功能概述

开发板

EasyAVR v7 是第七代AVR开发板,专为快速开发嵌入式应用的需求而设计。它支持广泛的16位AVR微控制器,来自Microchip,并具有一系列独特功能,如强大的板载mikroProg程序员和通过USB的在线电路调试器。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。EasyAVR v7 通过每个端口的四种不同连接器,比以往更高效地连接附件板、传感器和自定义电子产品。EasyAVR 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程序员,带有mikroICD硬件在线电路调试器,提供许多有价值的编 程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成。除此之外,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,包括外部12V电源供应,7-12V交流或9-15V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,与

广受好评的mikroBUS™标准、三种显示选项(7段、图形和基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座一起,覆盖了广泛的16位AVR MCU。EasyAVR v7 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。

EasyAVR v7 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

64

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

4096

你完善了我!

配件

Vibration ERM Motor 9K RPM 3V (VC1026B002F - 旧 MPN C1026B002F) 是由 Vybronics 设计的紧凑型偏心旋转质量 (ERM) 电机。这种类型的电机在其转子上包含一个小的偏心重物,因此在旋转时,它也会产生振动效果,通常用于许多小型手持设备的触觉反馈。由于其直径为 10mm 的圆形外形,VC1026B002F 通常被称为硬币电机。该振动电机的主要特性包括其电源电压,在这种情况下为 3VDC,最大额定电流为 85mA,额定转速为 9000RPM,产生最高的 G 力/振动能量为 0.80GRMS。它还可以使用自粘胶带将其安装在您的 PCB 或产品外壳的内壁上。

Haptic 4 Click accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

General-Purpose I/O 1
PA7
AN
General-Purpose I/O 2
PA6
RST
ID COMM
PA5
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
General-Purpose I/O 0 / PWM Signal
PD4
PWM
Interrupt
PD2
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC0
SCL
I2C Data
PC1
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Haptic 4 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyAVR v7 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyAVR v7作为您的开发板开始。

EasyAVR v7 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyAVR v7 Access DIP 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 DIP image step 7 hardware assembly
EasyPIC PRO v7a Display Selection Necto Step 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 Haptic 4 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • haptic4_check_communication - 此函数通过读取和验证芯片 ID 来检查通信。

  • haptic4_set_vibration_level - 此函数设置电机振动级别。

  • haptic4_get_vibration_level - 此函数读取电机振动级别。

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 Haptic 4 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Haptic 4 click board by controlling
 * the attached motor vibration level.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Changes the motor vibration level every 2 seconds between MAX and MIN, 
 * and displays the currently set level on the USB UART.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "haptic4.h"

static haptic4_t haptic4;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    haptic4_cfg_t haptic4_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.
    haptic4_cfg_setup( &haptic4_cfg );
    HAPTIC4_MAP_MIKROBUS( haptic4_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == haptic4_init( &haptic4, &haptic4_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( HAPTIC4_ERROR == haptic4_default_cfg ( &haptic4 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float vibration_level;
    if ( HAPTIC4_OK == haptic4_set_vibration_level ( &haptic4, HAPTIC4_VIBRATION_LEVEL_MAX ) )
    {
        if ( HAPTIC4_OK == haptic4_get_vibration_level ( &haptic4, &vibration_level ) )
        {
            log_printf( &logger, " Vibration level: %.3f \r\n\n", vibration_level );
        }
    }
    Delay_ms ( 2000 );
    
    if ( HAPTIC4_OK == haptic4_set_vibration_level ( &haptic4, HAPTIC4_VIBRATION_LEVEL_MIN ) )
    {
        if ( HAPTIC4_OK == haptic4_get_vibration_level ( &haptic4, &vibration_level ) )
        {
            log_printf( &logger, " Vibration level: %.3f \r\n\n", vibration_level );
        }
    }
    Delay_ms ( 2000 );
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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