初学者
10 分钟

使用MQ-4和PIC32MZ2048EFH100将甲烷相关事故的风险降到最低

您对抗空气中有害气体的保护盾

METHANE Click with Flip&Click PIC32MZ

已发布 6月 25, 2024

点击板

METHANE Click

开发板

Flip&Click PIC32MZ

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFH100

准确识别和监测甲烷气体的存在,以防止潜在的危险,如爆炸、火灾和环境损害。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Methane Click基于郑州温森电子科技生产的MQ-4甲烷(CH4)传感器,可检测空气中甲烷的存在和浓度。MQ-4传感器单元的气体感测层采用氧化锡(SnO2)制成,在清洁空气中的导电性较低,随着甲烷水平的上升而增加。它对甲烷具有高灵敏度,在适宜的范围内可检测浓度从200到10,000ppm的甲烷。

除了对甲烷存在的二进制指示外,MQ-4还直接将其在空气中的浓度的模拟表示发送到mikroBUS™插槽标记为OUT的模拟引脚。传感器提供的模拟输出电压与空气中甲烷浓度成比例变化;空气中甲烷浓度越高,输出电压越高。Methane Click配备一个小型电位器,允 许您调整传感器电路的负载电阻,以校准传感器以适

应您将要使用的环境。为了进行精确校准,传感器必须预热(一旦上电,需要24小时达到正确的温度)。该Click板™只能使用5V逻辑电压级别进行操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板上必须进行适当的逻辑电压级别转换。但是,Click板™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。

METHANE 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

Analog Output
RB11
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

METHANE 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
Buck 22 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ - 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

这个库包含用于甲烷点击驱动程序的API。

关键函数:

  • methane_read_an_pin_value - 甲烷读取AN引脚值函数。

  • methane_read_an_pin_voltage - 甲烷读取AN引脚电压水平函数。

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 main.c
 * @brief Methane Click Example.
 *
 * # Description
 * The demo application shows the reading of the adc 
 * values given by the sensors.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Configuring clicks and log objects.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the adc value and prints in two forms adc value and voltage.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "methane.h"

static methane_t methane;   /**< Methane Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    methane_cfg_t methane_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.

    methane_cfg_setup( &methane_cfg );
    METHANE_MAP_MIKROBUS( methane_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( methane_init( &methane, &methane_cfg ) == ADC_ERROR ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) {
    uint16_t methane_an_value = 0;

    if ( methane_read_an_pin_value ( &methane, &methane_an_value ) != ADC_ERROR ) {
        log_printf( &logger, " ADC Value : %u\r\n", methane_an_value );
    }

    float methane_an_voltage = 0;

    if ( methane_read_an_pin_voltage ( &methane, &methane_an_voltage ) != ADC_ERROR ) {
        log_printf( &logger, " AN Voltage : %.3f[V]\r\n\n", methane_an_voltage );
    }

    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void ) {
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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