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30 分钟

使用LTC1968和PIC32MZ2048EFH100将输入信号的RMS转换为稳定的直流电压

从RMS到稳定电压

RMS to DC Click with Flip&Click PIC32MZ

已发布 6月 26, 2024

点击板

RMS to DC Click

开发板

Flip&Click PIC32MZ

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFH100

通过我们创新的RMS到DC电压转换器体验信号处理的突破,准确的电压转换提供实时洞察,对高级数据分析至关重要。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RMS to DC Click基于Analog Devices的LTC1968,这是一款精确的RMS到DC转换器,具有宽输入信号带宽。该IC使用专有的Δ-Σ计算技术,实现了高线性的DC电压输出,与输入信号的RMS成正比。RMS通常与交变信号相关。此Click板™能够测量双极和单极周期性交变信号的RMS,频率范围广泛。RMS(均方根)用于描述输入信号的功率:电流的RMS值等于在电阻负载上产生相同热量的直流电流值。因此,了解信号的RMS值通常很重要。RMS to DC Click允许测量周期重复信号的RMS值。正如前面提到的,LTC1968在输入端提供高精度和线性转换,将RMS值转换为输出端的恒定电压。由于LTC1968的创新σ-Δ转换技术,这种恒定电压直接依赖于输入信号的RMS值。由于高输

出电压线性,只需要一个滤波电容器,不需要其他补偿元件。LTC1968的输出电压被送到模数转换器(ADC)。为了进行电压到数字的转换,RMS to DC Click使用Microchip的MCP3221,这是一款带I2C接口的12位ADC。该ADC使用其电源引脚上的电压作为转换参考。这简化了Click板™的电路图,允许参考电压随着ADC的电源电压变化。通信逻辑电压水平以及ADC电源电压可以通过将标记为VCC SEL的SMD跳线切换到3V3位置或5V位置来更改。请注意,这将导致参考ADC电压相应变化。在计算输出值时应考虑到这一点。输入信号可以连接到双极输入信号连接器。由于差分输入,LTC1968 IC接受双极和单极信号。负差分输入用作此Click板™上的参考输入,因此相对于GND偏置为

2.5V,而正差分输入通过100nF电容耦合,仅处理输入信号的交流部分。这允许施加±2.5V范围内的信号输入。RMS to DC Click还具有一个#ENABLE引脚,用于在电源敏感应用中启用或禁用LTC1968。该引脚通过电阻拉低到低电平逻辑,因此默认情况下IC是启用的。用户可以通过将#ENABLE引脚拉高到高电平逻辑来禁用IC。该引脚连接到CS引脚,并在此Click板™上标记为EN。由于LTC1968 IC的整体电路简单性,ADC直接输出输入信号的RMS值。然而,Click板™配备了符合mikroSDK的库,其中包含简化开发的函数,几乎允许通过一行代码读取RMS数据。

RMS to DC Click hardware overview image

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。

Flip&Click PIC32MZ double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

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

NC
NC
AN
NC
NC
RST
LTC1968 Enable
RA0
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
RA2
SCL
I2C Data
RA3
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

RMS to DC Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Flip&Click PIC32MZ作为您的开发板开始。

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MB1 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

该库包含用于RMS to DC Click驱动程序的API。

关键功能:

  • rms2dc_read_adc - ADC读取功能

  • rms2dc_vout_adc - 获取输出电压功能

  • rms2dc_enable - 启用功能

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 
 * \brief RmstoDc Click example
 * 
 * # Description
 * This application convert the RMS of the input signal into a DC voltage.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes I2C interface and turns ON the device.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads DC output voltage calculated to mV and
   sends results to the serial terminal.
 * 
 * Note : The input voltage frequency should be in the range from 50Hz to 250kHz.
 * Also the input voltage amplitude must be lower than 5V.
 * In this conditions the device can convert the RMS signal, in every form, to DC signal.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rmstodc.h"

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

static rmstodc_t rmstodc;
static log_t logger;

static uint16_t out_volt_dc;

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


void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    rmstodc_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.

    rmstodc_cfg_setup( &cfg );
    RMSTODC_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    rmstodc_init( &rmstodc, &cfg );
    
    rms2dc_enable( &rmstodc, RMS2DC_DEVICE_EN );
}

void application_task ( void )
{
    out_volt_dc = rms2dc_vout_adc( &rmstodc, RMS2DC_VCC_3V3 );
    
    log_printf(&logger,"%u mV\n",out_volt_dc);
    
    Delay_ms( 500 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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