中级
30 分钟

使用MK64FN1M0VDC12实现液体浊度水平的连续实时监测

提升对液体质量的洞察力

Turbidity Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 25, 2024

点击板

Turbidity Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

开发一个适配器解决方案,可无缝集成各种浊度传感器,增强其在不同应用中准确测量和解释流体混浊度的能力。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Turbidity Click是一款适配器Click board™,简化了浊度传感器与主机MCU的接口。该Click board™是一块小型PCB,可以像其他Click board™一样连接到mikroBUS™插座,其上有一个用于连接浊度传感器的1x3 2.5mm间距垂直型板连接器。每个连接器引脚对应于浊度传感器的引脚,通过专门为此目的制作的额外3线浊度Click电缆连接到此连接器,从而实现轻松引脚访问和操作,同时始终保持完美的连接质量。此Click board™允许用户在项目中添加

一个能够检测液体混浊度或雾度的传感器,这种混浊度或雾度是由大量肉眼看不见的个体颗粒引起的。浊度水平是基于干净水测量和使用结束时的水测量之间的比较来确定的;更确切地说,浊度传感器通过测量透射光的数量来确定液体的浊度。除了浊度,这个传感器还测量液体的温度。浊度传感器的模拟输出电压可以通过MCP3221转换为数字值,MCP3221是一款来自Microchip的12位分辨率的逐次逼近A/D转换器,使用兼容I2C的两线接口。使用

MCP3221和I2C接口,在标准模式下数据传输速率为100kbit/s,在快速模式下为400kbit/s。此Click board™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压水平工作。这样,3.3V和5V的MCU都可以正确使用通信线。此外,此Click board™配备了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。

Turbidity Click top side image
Turbidity 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

Turbidity 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 Turbidity Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • turbidity_get_ntu - 浊度获取NTU值功能

  • turbidity_read_adc - 浊度读取ADC值功能

  • turbidity_get_adc_voltage - 浊度获取电压值功能

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 Turbidity Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the Turbidity Click driver.
 * The demo application reads ADC value, ADC voltage and 
 * Nephelometric Turbidity Units ( NTU ).
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of I2C module and log UART.
 * After driver initialization, default settings turn on the device.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the Turbidity Click board™.
 * In this example, we monitor and display Nephelometric Turbidity Units ( NTU ).
 * Results are being sent to the Usart Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "turbidity.h"

static turbidity_t turbidity;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    turbidity_cfg_t turbidity_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.
    turbidity_cfg_setup( &turbidity_cfg );
    TURBIDITY_MAP_MIKROBUS( turbidity_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == turbidity_init( &turbidity, &turbidity_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( TURBIDITY_ERROR == turbidity_default_cfg ( &turbidity ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, "----------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void ) 
{
    static float ntu;
    
    turbidity_get_ntu( &turbidity, &ntu );
    log_printf( &logger, "\tNTU : %.2f\r\n", ntu );
    log_printf( &logger, "----------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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