中级
30 分钟

使用MK64FN1M0VDC12和ACS770实现无与伦比的AC或DC电流测量精度

通过电流感应改变应用

Hall Current 7 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 24, 2024

点击板

Hall Current 7 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

利用我们的霍尔效应传感解决方案,您可以自信地导航复杂的电流流动,从而了解电流行为并做出明智的调整,以提高系统效率。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Hall Current 7 Click基于Allegro MicroSystems的ACS770,这是一款热增强、全集成、基于霍尔效应的高精度线性电流传感器,具有100µΩ的电流导体。这款霍尔效应电流传感器消除了对感应电阻的需求。电流直接流入集成导体,产生一个将被测量的磁场。当电流流过其集成导体时,一个集成的低滞后核心会集中磁场,然后由霍尔元件感测到,其典型精度为±1%,带宽为120 kHz。该核心还充当磁屏蔽,排斥外部杂散磁场。集成导体的电阻为100μΩ,提供超低功耗损耗。铜导体的厚度使得器件能够在高过流条件下

生存。导电路径的端子与信号引线电气隔离。这使得ACS770能够在不需要光隔离器或其他昂贵的隔离技术的应用中使用。ACS770输出一个模拟信号,其与双向交流或直流主采样电流线性变化。然后,模拟信号被传送到模拟数字转换器(ADC),将ACS770的输出信号转换为数字值,可通过I2C接口获得。Hall Current 7 Click通过Microchip的MCP3221与MCU通信,MCP3221是一款具有12位分辨率的逐次逼近A/D转换器,使用2线I2C兼容接口。该器件提供一个单端输入,功耗低,最大转换电流低,待机电流分别为

250μA和1μA。在标准模式下,数据可以以100kbit/s的速率传输,而在快速模式下,可以以400 kbit/s的速率传输。此外,当时钟速率为400 kHz时,MCP3221的最大采样率可以达到22.3 kSPS,以连续转换模式。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平。这样,既可以使3.3V和5V能力的MCU正确使用通信线。此外,此Click板™配备有一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Hall Current 7 Click hardware overview image
Hall Current 7 Click Current Warning 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

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
PD8
SCL
I2C Data
PD9
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Hall Current 7 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
Micro B Connector Clicker 2 Access - upright/background 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 Hall Current 7 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • hallcurrent7_read_voltage - 读取电压函数

  • hallcurrent7_calc_current - 计算电流函数

  • hallcurrent7_avg_current - 计算平均电流函数

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 HallCurrent7 Click example
 *
 * # Description
 * This example shows the capabilities of the Hall Current 7 click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initalizes I2C driver and makes an initial log.
 *
 * ## Application Task
 * Measuring current passing through the on board Hall Effect Sensor and 
 * displaying data every two seconds. 
 *
 * @note
 * In order to get correct calculations user should change "v_ref" 
 * value to his own power supply voltage.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hallcurrent7.h"

static hallcurrent7_t hallcurrent7;
static log_t logger;

int16_t current;

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    hallcurrent7_cfg_t hallcurrent7_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.
    hallcurrent7_cfg_setup( &hallcurrent7_cfg );
    HALLCURRENT7_MAP_MIKROBUS( hallcurrent7_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = hallcurrent7_init( &hallcurrent7, &hallcurrent7_cfg );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

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

void application_task ( void ) {
    current = hallcurrent7_avg_current( &hallcurrent7, HALLCURRENT7_VREF_5000_mV );
    log_printf( &logger, "Current: %d mA\r\n", current );

    log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 2000 );
}

void main ( void ) {
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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