了解磁性旋转传感器如何超越简单的旋转,成为创新的必备工具,推动导航系统、医疗设备等领域的进步。
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硬件概览
它是如何工作的?
Magnetic rotary Click 基于 Honeywell 的 HMC1512,这是一款磁性位移传感器。HMC1512 IC 的关键特性是其高精度的磁场感应。与市场上大多数依赖霍尔效应的磁性传感器不同,HMC1512 IC 的集成传感器使用 Honeywell 的专有各向异性磁阻 (AMR) 技术生产,提供绝对磁场位置感应,角误差仅为 ±90° 范围内的 0.05°。磁阻感应元件形成一个饱和模式惠斯通电桥,定位在 XZ 平面(与 IC 表面平行)。HMC1512 包含两个集成的电桥,桥 A 和桥 B。这些电桥位于 IC 外壳的中间,是旋转应用的最佳位置。一个电桥相对于另一个电桥物理旋转了 45°,使 HMC1512 IC 能够覆盖 ±90°(2x45°)的全范围,同时保持其感应精度。IC 输出与磁场角度相关的模拟差分电压。选定 mikroBUS™
电源轨的电压直接应用于 HMC1512 的内部惠斯通电桥。根据结构,在没有磁场的情况下,其输出将设置为电源电压的一半(通常带有 3mV/V 的小偏移)。如果磁场相对于某个电桥定位在 0°,则不会引起该电桥磁阻元件的失衡。然而,在另一个电桥中,由于该电桥旋转了 45°,相同的磁场会使其达到峰值输出。惠斯通电桥的输出被路由到双运算放大器,作为 A/D 转换器的缓冲器。作为双运算放大器,使用了 Microchip 的 MCP6022。该运算放大器偏置到电源电压的一半,增益为 25。然后将两个缓冲信号用作 A/D 转换器的每个通道的输入。Magnetic rotary Click 使用 Microchip 的 MCP3202,这是一款具有 SPI 接口的双通道 12 位 A/D 转换器 (ADC)。该 ADC 具有高分辨率,即使对于更
高要求的应用也能使用。在 0° 时,ADC 将输出其满量程 (FS) 值的一半,当磁场方向的符号朝负方向时将向 0 摆动,当磁场方向的符号朝正方向时将向 4095 摆动。每个电桥输出都路由到单独的 ADC 输入,因此可以独立转换。MCP3202 使用电源电压作为参考电压,允许在输入信号范围内进行 ADC 转换。可以通过 SPI 接口读取转换后的输出值,接口连接到 mikroBUS™ SPI 引脚,便于与大量不同的微控制器 (MCU) 进行接口。该 Click 板可以通过 PWR SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 逻辑电压电平。这种方式允许 3.3V 和 5V 的 MCU 正确使用通信线。此外,该 Click 板配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Flip&Click PIC32MZ 是一款紧凑型开发板,设计为一套完整的解决方案,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 PIC32MZ 微控制器,Microchip 的 PIC32MZ2048EFH100,四个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,两个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,调试器/程序员连接器,以及两个与 Arduino-UNO 引脚兼容的头部。得益于创
新的制造技术,它允许您快速构建具有独特功能和特性的小工具。Flip&Click PIC32MZ 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。此外,还可以选择 Flip&Click PIC32MZ 的编程方式,使用 chipKIT 引导程序(Arduino 风格的开发环境)或我们的 USB HID 引导程序,使用 mikroC、mikroBasic 和 mikroPascal for PIC32。该套件包括一个通过 USB 类型-C(USB-C)连接器的干净且调
节过的电源供应模块。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、用户可配置的按钮和 LED 指示灯。Flip&Click PIC32MZ 开发套件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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU
建筑
PIC32
MCU 内存 (KB)
2048
硅供应商
Microchip
引脚数
100
RAM (字节)
524288
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
原理图
一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
通过调试模式的应用程序输出
1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。
2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。
软件支持
库描述
该库包含 Magnetic rotary Click 驱动程序的 API。
关键功能:
magnrotary_read_adc
- 此函数返回 AD 转换的 12 位结果magnrotary_out_volt_adc
- 此函数返回 ADC 电压值(以毫伏计算),取决于电压选择magnrotary_get_field_angle
- 此函数返回磁场角度(以度为单位),范围从 -90 到 90 度
开源
代码示例
这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。
/*!
* \file
* \brief MagneticRotary Click example
*
* # Description
* On every 500 miliseconds reads a magnetic field angle calculated to degrees for channel A
* in Single-Ended Mode and logs results on uart terminal.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes peripherals, pins, SPI interface for communication with the device.
*
* ## Application Task
* Reads a magnetic field angle calculated to degrees for channel A
* in Single-Ended Mode and logs results on uart terminal.
* Repeats operation every 500 milliseconds.
* Note : The angle can be measured in the range from -90 to 90 degrees.
*
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "magneticrotary.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static magneticrotary_t magneticrotary;
static log_t logger;
static double magn_angle;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
magneticrotary_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.
magneticrotary_cfg_setup( &cfg );
MAGNETICROTARY_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
magneticrotary_init( &magneticrotary, &cfg );
log_info(&logger, "Magnetic rotary successufully initialized!\r\n");
}
void application_task ( void )
{
// Task implementation.
magn_angle = magnrotary_get_field_angle(
&magneticrotary, MAGNROTARY_CHA_POS_GND_NEG |
MAGNROTARY_MSB_ZEROS_ORDER );
log_printf( &logger, "Angle: %.2lf \r\n ", magn_angle );
Delay_ms( 500 );
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END