初学者
10 分钟

使用ACS37600K和MK64FN1M0VDC12获取电路中电流流量的精确数据

用于基于磁芯电流检测的可编程线性霍尔效应传感器

Current 11 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 8月 22, 2024

点击板

Current 11 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

测量输出电流以进行负载监控和电源调节

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Current 11 Click 基于 Allegro Microsystems 的 ACS37600K (ACS37600KOKATN-006B5-C),这是一款高精度、可编程的线性霍尔效应传感器IC。ACS37600K 包含一个高精度、低偏移的斩波稳定霍尔效应前端,能够检测垂直于 IC 封装表面的磁通量,并将其转换为与之成比例的电压。此 Click board™ 设计为与铁磁核心配对,形成一个极其精确的电流传感器,非常适合各种工业、商业和通信应用。它在电流传感模块、电机控制系统、不间断电源(UPS)、过流检测、电源等应用中表现出色。ACS37600K 允

许在制造后进行灵敏度和偏移的客户特定编程,以及温度依赖的灵敏度调整,以抵消铁磁核心的漂移。其灵敏度为 6mV/G,双向工作范围为 ±333G,确保了电流传感应用中的行业领先精度。此外,它提供了一个用户可编程的双向参考电压引脚,通过一个未填充的 VREF 接头,范围为 0.6V 至 2.65V,能够持续监控零电流电压,增强了传感器的可靠性和精度。ACS37600K 的输出信号可以通过 MCP3221 转换为数字值,MCP3221 是来自 Microchip 的具有 12 位分辨率的逐次逼近 A/D 转换器,使用 2 线 I2C 兼容接

口,或者可以直接发送到 mikroBUS™ 插座上标记为 AN 的模拟引脚。选择可以通过板载 SMD 跳线标记为 ADC SEL 来执行,将其置于标记为 AN 和 ADC 的适当位置。此 Click board™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平。因此,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 配备了包含易用功能的库和示例代码,可作为进一步开发的参考。

Current 11 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Clicker 2 for Kinetis 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 ARM Cortex-M4F 微控制器,NXP 半导体公司的 MK64FN1M0VDC12,两个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 JTAG 程序员连接器以及两个 26 针头用于与外部电子设备的接口。其紧凑的设计和清晰、易识别的丝网标记让您能够迅速构建具有独特功能和特性

的小工具。Clicker 2 for Kinetis 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 Clicker 2 for Kinetis 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或外部 mikroProg 连接器进行 Kinetis 编程外,Clicker 2 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。它提供了两种供电方式;通过 USB Micro-B 电缆,其中板载电压调节器为板上每个组件提供适当的电压水平,或使用锂聚合物 电池通过板载电池连接器供电。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、重置按钮和几个用户可配置的按钮及 LED 指示灯。Clicker 2 for Kinetis 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。

Clicker 2 for Kinetis dimensions image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

NXP

引脚数

121

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
PB2
AN
NC
NC
RST
ID COMM
PC4
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
PD8
SCL
I2C Data
PD9
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Current 11 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Clicker 2 for Kinetis作为您的开发板开始。

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image 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

该库包含 Current 11 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • current11_set_vref - 此函数为 Current 11 Click 驱动器设置电压参考。

  • current11_calibrate_offset - 此函数校准零电流偏移值。

  • current11_read_current - 此函数基于 CURRENT11_NUM_CONVERSIONS 的电压测量结果读取输入电流值 [A]。

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 Current 11 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Current 11 Click board by reading and
 * displaying the input current measurements.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and calibrates the zero current offset.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the input current measurements and displays the results on the USB UART
 * approximately once per second.
 *
 * @note
 * For better accuracy, set the voltage reference by using the @b current11_set_vref function,
 * increase the number of conversions by modifying the @b CURRENT11_NUM_CONVERSIONS macro, 
 * and adjust the @b CURRENT11_COUPLING_FACTOR_G_A value.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "current11.h"

static current11_t current11;   /**< Current 11 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    current11_cfg_t current11_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.
    current11_cfg_setup( &current11_cfg );
    CURRENT11_MAP_MIKROBUS( current11_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = current11_init( &current11, &current11_cfg );
    if ( ( ADC_ERROR == init_flag ) || ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }

    log_printf( &logger, " Calibrating zero current offset in 5 seconds...\r\n" );
    log_printf( &logger, " Make sure no current flows through the sensor during the calibration process.\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    if ( CURRENT11_ERROR == current11_calibrate_offset ( &current11 ) )
    {
        log_error( &logger, " Calibrate offset." );
        for ( ; ; );
    }
    log_printf( &logger, " Calibration DONE.\r\n" );

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float current = 0;
    if ( CURRENT11_OK == current11_read_current ( &current11, &current ) ) 
    {
        log_printf( &logger, " Current : %.1f A\r\n\n", current );
        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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