初学者
10 分钟

告别皮肤干燥烦恼,使用FDC2112和ATmega32

通过即时皮肤湿度分析保持光彩健康

Moisture click with EasyAVR v7

已发布 6月 24, 2024

点击板

Moisture click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega32

我们的水分检测解决方案消除了护肤的猜测,让您可以通过精确的水分分析轻松保持健康、光滑的皮肤。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Moisture Click 基于德州仪器的 FDC2112,这是一款非常精确的 12 位电容到数字转换器。Moisture Click 的工作原理是通过测量皮肤的电容特性来确定皮肤的水分水平或外表皮的水合状态。研究表明,各种皮肤水分测量方法是互补的,没有单一方法能对所有皮肤状况给出 100% 准确的结果。然而,电容测量被证明是测量皮肤水分最有效和可靠的方法。所有电容传感应用的主要挑战是 EMI 和噪声的存在,这会降低灵敏度。FDC2112 IC 采用创新的窄带架构,减少了电磁干扰(EMI)和噪声影响。它使用 L-C 谐振器(L-C 回路)并监控其谐振频率的变化,这些变化是电容变化的结果。该 IC 具有内部参考频率发生器,与 L-C 回路的测量振荡频率进行比较。16 位转换结果存储在 12 位输出寄存器中,并通过 I2C 接口可用。通过移位内部 16 位值,数字增益功能允许获得更高动态范围的测量。该设备具有 2 个内部传感通

道,此应用只需要其中一个。有两个连接点,IN0A 和 IN0B,形成必要的 L-C 谐振电路,以及用作电容传感器的铜迹。将手指放在垫上,谐振器的电容发生变化,频率发生偏移。此频率偏移被测量并存储在输出寄存器中。可以通过适当的寄存器配置该电路的工作参数,例如输入去毛刺滤波器,抑制传感器频率以上的 EMI 和振铃,转换时间,通过通道的顺序模式等。FDC2112 数据手册提供了所有寄存器及其功能的完整描述。提供两种电源模式,用于减少功耗。设备在 POR(上电复位)后立即进入睡眠模式,等待配置。当清除状态寄存器中的睡眠模式使能位时,设备进入正常模式,准备进行测量。制造商建议仅在睡眠模式下配置设备。如果不需要频繁的数据采集,可以在读取之间将设备置于睡眠模式,从而节省电源。配置数据在此模式下保持,I2C 接口可操作。FDC2112 IC 的可配置 INTB 引脚可用于主控

制器通知。可以配置它以通知主 MCU 一系列不同的功能,包括数据就绪事件、看门狗错误、幅度过低或过高错误等。每个事件都可以设置为引发标志,并通过断言 INTB 引脚报告。此引脚为开漏配置,断言时拉至低电平。它连接到 mikroBUS™ INT 引脚。FDC2112 IC 的 I2C 地址可以通过标记为 ADD SEL 的 SMD 跳线选择。此跳线根据其占据的位置(标记为 0 和 1)将 I2C 从属地址的最低有效位(LSB)状态设置为 0 或 1。I2C 接口的线连接到适当的 mikroBUS™ 引脚(SCL 和 SDA),提供与主 MCU 的简单可靠连接。此 Click board™ 只需要 3.3V 供电,不应与使用 5V 信号电平操作的 MCU 接口,除非使用适当的逻辑电压电平转换器。

Moisture 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

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

2048

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
Interrupt
PD2
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC0
SCL
I2C Data
PC1
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Moisture 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
Buck 22 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
EasyAVR v7 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

该库包含用于 Moisture Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • moisture_get_data - 测量数据功能

  • moisture_cfg - 配置设备功能

  • moisture_soft_reset - 软重置功能

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 
 * \brief Moisture Click example
 * 
 * # Description
 * The demo application displays relative moisture measurement using Moisture Click.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes Driver and sets moisture gain, offset data and clock divider
 * and performs calibration of the device. We advise you not to touch,
 * or expose sensor to moisture during the calibration.
 *
 * ## Application Task
 * The device measure moisture and displays data in percentage every 500ms.
 * 
 * \author Jovan Stajkovic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "moisture.h"

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

static moisture_t moisture;
static log_t logger;

static uint8_t moisture_data;
static uint16_t data_res;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    moisture_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.

    moisture_cfg_setup( &cfg );
    MOISTURE_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    moisture_init( &moisture, &cfg );
    moisture_soft_reset( &moisture );
    Delay_ms ( 1000 );

    data_res = moisture_read_word( &moisture, MOISTURE_REG_DEVICE_ID );

    if ( ( data_res != MOISTURE_FDC2112_ID ) && ( data_res != MOISTURE_FDC2212_ID ) )
    {
        log_printf( &logger, "---- Comunication ERROR!!! ---- \r\n" );
        for ( ; ; );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "---- Comunication OK!!! ---- \r\n" );
    }

    moisture_cfg( &moisture, MOISTURE_OUTPUT_GAIN_x16, MOISTURE_DEFAULT_OFFSET, MOISTURE_CLOCK_DIVIDERS_x10 );
    moisture_default_cfg( &moisture );

    log_printf( &logger, " --- Calibration start --- \r\n" );
    moisture_cal( &moisture );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, " --- Calibration finishing --- \r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    moisture_data = moisture_get_data( &moisture  );
    log_printf( &logger, " Moisture data : %d \r\n", (int16_t)moisture_data );
    Delay_ms ( 500 );
}

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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