初学者
10 分钟

使用AS5048A和PIC32MZ1024EFH064创建终极磁角度传感解决方案

360度精度

MAGNETO Click with PIC32MZ clicker

已发布 6月 25, 2024

点击板

MAGNETO Click

开发板

PIC32MZ clicker

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ1024EFH064

体验无与伦比的精度和控制,借助我们的绝对位置测量解决方案,为增强机器人技术、导航和工业自动化应用提供准确和实时的磁旋转角跟踪。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Magneto Click基于ams AG的AS5048A,这是一款360°磁性霍尔传感器系统,采用CMOS工艺制造,在芯片表面垂直测量磁场分量。集成的霍尔传感器位于AS5048A的中心周围,并提供磁通的电压表示。通过sigma-delta ADC和数字信号处理(DSP)算法,AS5048A提供了一个小型的、直径磁化(两极)标准磁铁的精确高分辨率的绝对角位置信息。计算由CORDIC执行,它计算霍尔阵列信号的角度和大小。DSP还提供了有关磁铁沿z

轴向传感器表面移动的信息。 AS5048A预先编程为SPI接口,具有PWM输出信号,在mikroBUS™插座的INT引脚上以12位格式提供,并提供表示磁铁角位置的14位二进制代码。它使用自校准方法消除信号偏移和灵敏度漂移。根据系统要求,可能使用不同的磁铁直径和磁输入(NeFeB、SmCo和硬铁氧体等替代磁铁材料)。此外,零磁铁位置可以通过SPI接口编程。AS5048A使用一次性可编程(OTP)保险丝对用户设置进行永久编程,

可以通过对OTP 内容的简单数字读出进行编程验证。应注意,传感器可容忍错位、气隙变化、温度变化以及外部磁场。AS5048A的这种稳健性和宽温范围使其成为恶劣工业和医疗环境中旋转角度传感的理想选择。这个 Click board™ 只能使用5V逻辑电压级别操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板子必须执行适当的逻辑电压级别转换。然而,该 Click board™ 配备了包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

MAGNETO Click hardware overview image

功能概述

开发板

PIC32MZ Clicker 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位带有浮点单元的 Microchip PIC32MZ 微控制器,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 mikroProg 连接器,以及一个用于与外部电子设备接口的头部。得益于其紧凑的设计和清晰易识别的丝网标记,它提供了流畅且沉浸式的工作体验,允许在任

何情况下、任何地方都能访问。PIC32MZ Clicker 开 发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 PIC32MZ Clicker 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或通过外部 mikroProg 连接器为 PIC,dsPIC 或 PIC32 编程外,Clicker 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。USB Micro-B 连接可以提供多达 500mA 的电流,这足以操作所有板载和附加模块。所有 

mikroBUS™ 本身支持的通信方法都在这块板上,包 括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮以及若干按钮和 LED 指示灯。PIC32MZ Clicker 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。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,它涵盖了原型制作的许多方面。

PIC32MZ clicker double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Microchip

引脚数

64

RAM (字节)

524288

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
RG9
CS
SPI Clock
RG6
SCK
SPI Data OUT
RG7
MISO
SPI Data IN
RG8
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
PWM Signal
RB5
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

MAGNETO Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ clicker front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以PIC32MZ clicker作为您的开发板开始。

PIC32MZ clicker front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Board mapper by product7 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step 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

这个库包含MAGNETO Click驱动程序的API。

关键功能:

  • magneto_get_state - 读取并返回状态寄存器的值。

  • magneto_calculate_angle - 从寄存器读取 16 位数据,然后计算并将其转换为 0 到 360 度的浮点角度值。

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 Magneto Click example
 * 
 * # Description
 * MAGNETO Click carries contactless magnetic angle position sensor which delivers precise angle measurements down to 0.05º in 14-bit resolution.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Application Init performs Logger and Click initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * Magneto Click communicates with register via SPI by write and read from register and calculate float angle value. 
 * Results are being sent to the UART Terminal where you can track their changes. 
 * All data logs on USB UART for aproximetly every 2 sec.
 * 
 * \author Mihajlo Djordjevic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "magneto.h"

float angle_value;

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

static magneto_t magneto;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    magneto_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 ----" );
    Delay_ms ( 100 );

    //  Click initialization.

    magneto_cfg_setup( &cfg );
    MAGNETO_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    magneto_init( &magneto, &cfg );
    
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " ----- MAGNETO Click ---- \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    if ( magneto_get_state( &magneto ) != 1 )
    {
        log_printf( &logger, " -- Initialization done --\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " -------- ERROR ! --------\r\n" );
    }

    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
}

void application_task ( void )
{
    angle_value = magneto_get_angle( &magneto );
    log_printf( &logger, "  [ANGLE] : %0.3f \r\n", angle_value );
    
    Delay_ms ( 500 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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