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20 分钟

通过 ADS1247 和 MK64FN1M0VDC12 提升您的工业流程

RTDs - 通往温度卓越的道路

RTD 2 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 24, 2024

点击板

RTD 2 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

了解我们的RTD解决方案如何为您的关键流程提供准确可靠的温度测量。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RTD 2 Click基于德州仪器的ADS1247,这是一款高度集成的24位数据转换器,具有可编程增益放大器(PGA),适用于传感器测量应用。ADS1247包括一个带可调单周期稳定数字滤波器的ΔΣ ADC、一个内部振荡器和一个兼容SPI的串行接口。它还具有一个灵活的输入多路复用器,具有系统监控功能和通用I/O设置、非常低漂移的电压参考以及两个匹配的电流源用于传感器激励。ADS1247提供系统监控功能,该功能可以测量模拟电源、数字电源、外部电压参考或环境温度。需要注意的是,系统监控功能提供的是粗略结果。当系统监控启用时,模拟输入将断开。ADS1247集成的两个IDAC电流源用于实现导线补偿。一个IDAC电流源(IDAC1)为RTD元件提供激励电流。另一个电流源(IDAC2)具有相同的电流设置,

通过在导线电阻R2上产生的电压降与R1电阻(9.09k)上的电压降相等,取消导线电阻。由于RTD上的电压在ADS1247的ADC引脚AIN1和AIN2处进行差分测量,导线电阻上的电压将被抵消。ADC参考电压(引脚REFP0和REFN0)来自R5电阻上的电压,电流来自IDAC1和IDAC2,提供电流源漂移的比例补偿。R5还将RTD信号电平移至ADC指定的共模输入范围内。RTD 2 Click通过标准SPI串行接口与MCU通信,并在mikroBUS™插座上标记为RDY的INT引脚上路由了一个额外的数据就绪信号。数据就绪信号指示新转换完成,并且转换结果存储在转换结果缓冲区中。它还在mikroBUS™插座上的RST引脚上路由了一个低电平有效的复位信号,用于重置设备,并在mikroBUS™插座上标记为STR的AN引脚上路

由了一个精确的转换控制信号。只要RST引脚保持低电平,ADS1247就会保持在复位模式。当RST引脚变高时,ADC会退出复位模式并可以转换数据。此Click板™只能与MIKROE提供的三线探头类型一起工作,例如PT100类型的铂金探头,这是一种用于测量高达250°C温度的RTD探头。铂金是一种非常稳定和可重复使用的材料,且耐腐蚀或氧化。测量探头通过板顶端的螺丝端子连接到RTD 2 Click上,其线缆长度可以达到1米,使得可以从安全距离测量高温。此Click板™只能在3.3V逻辑电压水平下运行。在使用不同逻辑电压水平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,它配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

RTD 2 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

你完善了我!

配件

PT100三线温度探头是一款先进的RTD铂金传感器,设计用于精确测量高达250°C的温度。该探头与RTD Click板™完美兼容,利用RTD传感器(热敏电阻器)通过电阻变化来适应温度变化。探头的核心部分是一条精心制作的铂金带,在0°C时的电阻为100Ω,因此被命名为PT100。其主要特点包括:最高可达250⁰摄氏度的温度范围、三线配置以提高准确性、长度为1米(100厘米,3.37英寸)、2B等级的耐用结构以及0.5"的紧密公差。无论是在工业还是科学环境中,PT100三线温度探头都能提供可靠且精确的温度读数,确保在各种应用中的最佳性能。

RTD 2 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Conversion Start
PB2
AN
Reset
PB11
RST
SPI Chip Select
PC4
CS
SPI Clock
PC5
SCK
SPI Data OUT
PC7
MISO
SPI Data IN
PC6
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Data-Ready
PB13
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

RTD 2 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

软件支持

库描述

该库包含 RTD 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rtd2_check_new_data_ready - 检查新数据是否准备好的函数

  • rtd2_get_temperature - 读取输出数据并返回PT100三线温度探头环境温度的函数

  • rtd2_enable_start - 启用ADC转换的函数

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 
 * \brief Rtd 2 Click example
 * 
 * # Description
 * RTD 2 Click board is commonly used for measuring ambient temperature
 * from the PT100 3-wire temperature probe.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver, performs a hardware reset, and sets the Click 
 * default configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads an ambient temperature measured by the PT100 3-wire temperature probe
 * connected to the RTD 2 Click board, and logs the results on the USB UART each second.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rtd2.h"

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

static rtd2_t rtd2;
static log_t logger;
static float temperature;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    rtd2_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 ----" );

    //  Click initialization.
    rtd2_cfg_setup( &cfg );
    RTD2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    rtd2_init( &rtd2, &cfg );
    Delay_ms ( 200 );

    log_printf( &logger, "----- Hardware Reset ------\r\n" );
    rtd2_hw_reset( &rtd2 );
    Delay_ms ( 100 );
    
    log_printf( &logger, "-- Default configuration --\r\n" );
    rtd2_default_cfg( &rtd2 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "     Start Measurement    \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    if ( rtd2_check_new_data_ready( &rtd2 ) == RTD2_NEW_DATA_IS_READY )
    {
        temperature = rtd2_get_temperature( &rtd2 );
        log_printf( &logger, " Temperature : %.2f C\r\n", temperature );
        log_printf( &logger, "--------------------------\r\n");
        Delay_ms ( 1000 );
    }
    else
    {
        rtd2_enable_start( &rtd2, RTD2_START_CONVERSION_DISABLE );
        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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