中级
30 分钟

使用LDT0-028K和MK64FN1M0VDC12精确监控振动以提高安全性

从震动到数据

Vibra Sense 2 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 28, 2024

点击板

Vibra Sense 2 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

通过我们的压电振动传感器监测和分析机械振动,进行主动维护,提高设备可靠性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Vibra Sense 2 Click 基于 LDT0-028K,这是一种柔性 28 μm 厚的压电 PVDF 聚合物薄膜,具有丝网印刷银墨电极,层压到 0.125 mm 聚酯基材上,并配有两个压接触点,来自 TE Connectivity。该压电传感器配有可焊接的压接引脚,常用于柔性、触摸、振动和冲击测量。当传感器来回移动时,内部的电压比较器将产生小的交流电压和大的电压。然而,它对强烈冲击具有很高的灵敏度,具有宽广的动态范围,保证了出色的测量性能。LDTM-028K 是一种振动传感器,其感应元件由悬臂梁加载附加质量组成,以

提供在低频下的高灵敏度。电荷放大器将输出信号检测为振动,并将其发送到 ADC 的单端模拟输入引脚。使用电荷放大器允许非常长的测量时间常数,从而可以计算“开路”电压响应。为了将相应的信号引至 ADC 引脚,该 Click 板™ 使用由 Microchip 的 OpAmp MCP6282 制成的模拟电路,该电路具有缓冲功能。Vibra Sense 2 Click 通过 MCP3221 与 MCU 通信,这是一种 12 位分辨率的逐次逼近 A/D 转换器,来自 Microchip,使用 2 线 I2C 兼容接口。该设备提供一个单端输入,具有低功耗、低最大转换电流

和分别为 250μA 和 1μA 的待机电流。在标准模式下,I2C 总线上的数据可以以 100 kbit/s 的速度传输,在快速模式下可以以 400 kbit/s 的速度传输。此外,在 400 kHz 的时钟速率下,MCP3221 在连续转换模式下可以实现 22.3 kSPS 的最大采样率。该 Click 板™ 可以在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平下工作,通过 VCC SEL 跳线选择。这样,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都能正确使用通信线路。此外,该 Click 板™ 配备了包含易于使用的函数库和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Vibra Sense 2 Click top side image
Vibra Sense 2 Click bottom side 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

Vibra Sense 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
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 Vibra Sense 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • vibrasense2_read_data - 读取数据功能

  • vibrasense2_read_voltage - 读取电压功能

  • vibrasense2_vibration_level - 获取振动水平功能

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 VibraSense2 Click example
 *
 * # Description
 * This example shows capabilities of Vibra Sense 2 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initalizes I2C driver and makes an initial log.
 *
 * ## Application Task
 * Demonstrates use of Vibra Sense 2 Click board by checking
 * vibration levels and displaying changes via USART terminal.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "vibrasense2.h"

static vibrasense2_t vibrasense2;
static log_t logger;

int8_t old_val;
int8_t new_val;

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    vibrasense2_cfg_t vibrasense2_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.
    vibrasense2_cfg_setup( &vibrasense2_cfg );
    VIBRASENSE2_MAP_MIKROBUS( vibrasense2_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = vibrasense2_init( &vibrasense2, &vibrasense2_cfg );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    old_val = VIBRASENSE2_ERROR;
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
}

void application_task ( void ) {
    new_val = vibrasense2_vibration_level( &vibrasense2 );
    Delay_ms ( 100 );
    if ( new_val != old_val ) {
        switch ( new_val ) {
            case VIBRASENSE2_VIBRA_LVL_0: {
                log_printf( &logger, "            No Vibration \r\n" );
                log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
                break;
            }
            case VIBRASENSE2_VIBRA_LVL_1: {
                log_printf( &logger, " Vibration level : Marginal Vibration \r\n" );
                log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
                break;
            }
            case VIBRASENSE2_VIBRA_LVL_2: {
                log_printf( &logger, " Vibration level : Slight Vibration \r\n" );
                log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
                break;
            }
            case VIBRASENSE2_VIBRA_LVL_3: {
                log_printf( &logger, " Vibration level : Enhanced Vibration \r\n" );
                log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
                break;
            }
            case VIBRASENSE2_VIBRA_LVL_4: {
                log_printf( &logger, " Vibration level : Moderate Vibration \r\n" );
                log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
                break;
            }
            case VIBRASENSE2_VIBRA_LVL_5: {
                log_printf( &logger, " Vibration level : High Vibration \r\n" );
                log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
                break;
            }
            case VIBRASENSE2_VIBRA_LVL_6: {
                log_printf( &logger, " Vibration level : Severe Vibration \r\n" );
                log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
                break;
            }
            default: {
                log_printf( &logger, "Error occured!" );
                log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
            }
        }
        old_val = new_val;
    }
}

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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