中级
30 分钟

使用LDT0-028K和ATmega644P精确监控振动以提高安全性

从震动到数据

Vibra Sense 2 Click with EasyAVR v7

已发布 6月 27, 2024

点击板

Vibra Sense 2 Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega644P

通过我们的压电振动传感器监测和分析机械振动,进行主动维护,提高设备可靠性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Vibra Sense 2 Click 基于 LDT0-028K,这是一种柔性 28 μm 厚的压电 PVDF 聚合物薄膜,具有丝网印刷银墨电极,层压到 0.125 mm 聚酯基材上,并配有两个压接触点,来自 TE Connectivity。该压电传感器配有可焊接的压接引脚,常用于柔性、触摸、振动和冲击测量。当传感器来回移动时,内部的电压比较器将产生小的交流电压和大的电压。然而,它对强烈冲击具有很高的灵敏度,具有宽广的动态范围,保证了出色的测量性能。LDTM-028K 是一种振动传感器,其感应元件由悬臂梁加载附加质量组成,以

提供在低频下的高灵敏度。电荷放大器将输出信号检测为振动,并将其发送到 ADC 的单端模拟输入引脚。使用电荷放大器允许非常长的测量时间常数,从而可以计算“开路”电压响应。为了将相应的信号引至 ADC 引脚,该 Click 板™ 使用由 Microchip 的 OpAmp MCP6282 制成的模拟电路,该电路具有缓冲功能。Vibra Sense 2 Click 通过 MCP3221 与 MCU 通信,这是一种 12 位分辨率的逐次逼近 A/D 转换器,来自 Microchip,使用 2 线 I2C 兼容接口。该设备提供一个单端输入,具有低功耗、低最大转换电流

和分别为 250μA 和 1μA 的待机电流。在标准模式下,I2C 总线上的数据可以以 100 kbit/s 的速度传输,在快速模式下可以以 400 kbit/s 的速度传输。此外,在 400 kHz 的时钟速率下,MCP3221 在连续转换模式下可以实现 22.3 kSPS 的最大采样率。该 Click 板™ 可以在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平下工作,通过 VCC SEL 跳线选择。这样,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都能正确使用通信线路。此外,该 Click 板™ 配备了包含易于使用的函数库和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Vibra Sense 2 Click top side image
Vibra Sense 2 Click bottom side 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

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
PC0
SCL
I2C Data
PC1
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Vibra Sense 2 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
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 Vibra Sense 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • vibrasense2_read_data - 读取数据功能

  • vibrasense2_read_voltage - 读取电压功能

  • vibrasense2_vibration_level - 获取振动水平功能

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 VibraSense2 Click example
 *
 * # Description
 * This example shows capabilities of Vibra Sense 2 click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initalizes I2C driver and makes an initial log.
 *
 * ## Application Task
 * Demonstrates use of Vibra Sense 2 click board by checking
 * vibration levels and displaying changes via USART terminal.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "vibrasense2.h"

static vibrasense2_t vibrasense2;
static log_t logger;

int8_t old_val;
int8_t new_val;

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    vibrasense2_cfg_t vibrasense2_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.
    vibrasense2_cfg_setup( &vibrasense2_cfg );
    VIBRASENSE2_MAP_MIKROBUS( vibrasense2_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = vibrasense2_init( &vibrasense2, &vibrasense2_cfg );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    old_val = VIBRASENSE2_ERROR;
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
}

void application_task ( void ) {
    new_val = vibrasense2_vibration_level( &vibrasense2 );
    Delay_ms( 100 );
    if ( new_val != old_val ) {
        switch ( new_val ) {
            case VIBRASENSE2_VIBRA_LVL_0: {
                log_printf( &logger, "            No Vibration \r\n" );
                log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
                break;
            }
            case VIBRASENSE2_VIBRA_LVL_1: {
                log_printf( &logger, " Vibration level : Marginal Vibration \r\n" );
                log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
                break;
            }
            case VIBRASENSE2_VIBRA_LVL_2: {
                log_printf( &logger, " Vibration level : Slight Vibration \r\n" );
                log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
                break;
            }
            case VIBRASENSE2_VIBRA_LVL_3: {
                log_printf( &logger, " Vibration level : Enhanced Vibration \r\n" );
                log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
                break;
            }
            case VIBRASENSE2_VIBRA_LVL_4: {
                log_printf( &logger, " Vibration level : Moderate Vibration \r\n" );
                log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
                break;
            }
            case VIBRASENSE2_VIBRA_LVL_5: {
                log_printf( &logger, " Vibration level : High Vibration \r\n" );
                log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
                break;
            }
            case VIBRASENSE2_VIBRA_LVL_6: {
                log_printf( &logger, " Vibration level : Severe Vibration \r\n" );
                log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
                break;
            }
            default: {
                log_printf( &logger, "Error occured!" );
                log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
            }
        }
        old_val = new_val;
    }
}

void main ( void ) {
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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