初学者
10 分钟

通过使用SCL3400-D01和ATmega644P以极高的精度测量X轴和Y轴的倾斜度

基于电容3D-MEMS技术的数字双轴倾角仪

Inclinometer 3 Click with EasyAVR v7

已发布 6月 24, 2024

点击板

Inclinometer 3 Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega644P

提供高精度倾斜和水平测量功能,适用于各种需要精确角度定位感应的应用。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Inclinometer 3 Click基于Murata的SCL3400-D01,这是一款高性能的两轴(XY)倾角传感器,采用先进的电容3D-MEMS技术进行精确倾斜感应。该传感器集成了一个复杂的混合信号ASIC,通过灵活的SPI数字接口提供信号处理,增强了其功能性和易集成性。SCL3400-D01装在一个耐用的12针预成型塑料外壳中,确保在其操作寿命内保持一致的性能和可靠性。该传感器经过精心设计、制造和测试,以满足严格的稳定性、可靠性和质量标准,使其在各种温度和振动下都具有极高的可靠性。此外,它还集成了多种

先进的自诊断功能,进一步增强了其操作完整性。SCL3400-D01在需要在恶劣环境中保持卓越稳定性和精度的应用中表现出色,具有±30°(10Hz低通滤波器)和±90°(40Hz低通滤波器)可选测量模式,提供灵活的部署选项。它具有超低噪声密度和高达32768LSB/g的高分辨率,确保在各种条件下提供精确和清晰的信号输出。这款倾角传感器的典型用途包括水平测量、倾斜感应、结构健康监测以及更复杂的应用如惯性测量单元(IMU)和定位与导航系统,在这些应用中,精确的运动和位置跟踪至关重要。如前

所述,Inclinometer 3 Click通过标准的4线SPI与主机MCU通信,运行频率高达10MHz(典型频率为2MHz)。虽然SCL3400-D01设计为仅在3.3V下工作,但此Click板™还包括一个TXB0106逻辑电平转换器,确保此Click板™在3.3V和5V兼容的MCU下都能正常工作。此Click板™可以通过VIO SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平运行。这样,既支持3.3V又支持5V的MCU可以正确使用通信线路。此外,此Click板™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Inclinometer 3 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

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
ID SEL
PA6
RST
SPI Select / ID COMM
PA5
CS
SPI Clock
PB7
SCK
SPI Data OUT
PB6
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Inclinometer 3 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 Inclinometer 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • inclinometer3_get_axes - 此函数使用SPI串行接口读取加速度计传感器的轴数据。

  • inclinometer3_get_temperature - 此函数使用SPI串行接口读取温度测量数据。

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 Inclinometer 3 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the Inclinometer 3 Click driver.
 * The library initializes and defines the SPI drivers to 
 * write and read data from registers, as well as the default configuration 
 * for the reading accelerator and temperature data.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * The initialization of the SPI module, log UART, and additional pins.
 * After the driver init, the app executes a default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the Inclinometer 3 Click board.
 * Measures and displays acceleration data for the XY-axis [mg] 
 * and temperature [degree Celsius] data.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "inclinometer3.h"

static inclinometer3_t inclinometer3;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    inclinometer3_cfg_t inclinometer3_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.
    inclinometer3_cfg_setup( &inclinometer3_cfg );
    INCLINOMETER3_MAP_MIKROBUS( inclinometer3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == inclinometer3_init( &inclinometer3, &inclinometer3_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( INCLINOMETER3_ERROR == inclinometer3_default_cfg ( &inclinometer3 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, " ________________________ \r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    float temperature = 0, x_axes = 0, y_axes = 0;
    if ( ( INCLINOMETER3_OK == inclinometer3_get_temperature( &inclinometer3, &temperature ) ) && 
         ( INCLINOMETER3_OK == inclinometer3_get_axes( &inclinometer3, &x_axes, &y_axes ) ) )
    {
        log_printf( &logger, " Accel X: %.2f mg\r\n", x_axes );
        log_printf( &logger, " Accel Y: %.2f mg\r\n\r\n", y_axes );
        log_printf( &logger, " Temperature : %.2f degC\r\n", temperature );
        log_printf( &logger, " ________________________ \r\n" );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
}

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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