初学者
10 分钟

使用AS8579和PIC32MZ2048EFM100实现从人体存在到特定交互的精确触摸检测

电容感应:触摸解锁无限可能!

HOD CAP Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 6月 28, 2024

点击板

HOD CAP Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

我们的电容传感器旨在重新定义触摸检测,具备灵敏度和智能性。从识别人体存在到区分特定触摸模式(如方向盘接触),我们的解决方案为您的应用增添了一层精致。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

HOD CAP Click 基于 ams OSRAM 的 AS8579,这是一款电容传感器。AS8579 是一种传感器,可以检测不同应用中电容的变化,因为它测量阻抗的相对变化,除了其他用途外,还可以用于检测人体。传感器的主要功能是收发器模拟前端(AFE)架构。AFE 功能通过使用发射器和接收器模块来感知输出负载的阻抗。发射器模块在负载上供应正弦波,接收器模块捕捉该波形。传感器感应到电流变化,将响应转换为电压,然后解调为同相(I)和正交(Q)分量。这些 I 和 Q 分量随后经过滤波并由 10 位 ADC 转换为数字字。HOD CAP Click 配有一个标有 SEN0-9 的 

10 针感应输出头。十个输出引脚中的五个(SEN5-9)通过 SEN 线滤波电路进行额外滤波。根据任务,您可以将片上 ADC 设置为单次或连续转换。第一种方式使 ADC 在开始采样之前等待系统稳定时间,而后一种方式使 ADC 进行连续采样累积。您可以使用 CLK SEL 跳线以两种方式提供系统时钟频率。选择的 INT 选项使用主 MCU 的内部 PWM 占空比来提供所需频率,范围为 3 到 50MHz。另一种选项使用板载 48MHz 晶体。此外,AS8579 配有寄生电容保护。一个由 VAR SEN、FIX SEN 和 GND 引脚组成的头可以用于此目的。VAR SEN 是电缆屏

蔽驱动器,应连接到电缆屏蔽,以避免寄生电容的影响。FIX SEN 应连接到 PCB 屏蔽层,以避免寄生电容对 PCB 屏蔽层的影响。否则,两者都应连接到 GND。对于工厂测试选项,您可以短接 R5。HOD CAP Click 使用标准的 4 线 SPI 串行接口与主 MCU 进行通信,时钟频率最高可达 8MHz。此 Click board™ 可以通过 VIO SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 逻辑电压电平进行操作。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,此 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可用于进一步开发。

HOD CAP Click hardware overview image

功能概述

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台,特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列(PIC32MZ2048EFM),该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元(FPU)、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器,无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE 

mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能,通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能,使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力,并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中,该框架提供了一个灵活且模块化的接口

来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈(TCP-IP、USB)和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力,使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。

Curiosity PIC32MZ EF double side 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
SPI Chip Select
RPD4
CS
SPI Clock
RPD1
SCK
SPI Data OUT
RPD14
MISO
SPI Data IN
RPD3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Clock Frequency
RPE8
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

HOD CAP Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity PIC32 MZ EF作为您的开发板开始。

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MB 1 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
Curiosity PIC32 MZ EF 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 HOD CAP Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • hodcap_get_i_q_data - HOD CAP 获取 I 和 Q 数据功能。

  • hodcap_mux_channel_selection - HOD CAP MUX 通道选择功能。

  • hodcap_wait_adc_data_ready - HOD CAP 等待 ADC 数据准备就绪功能。

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 HOD CAP Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the HOD CAP Click driver. 
 * The demo application sets the sensor configuration 
 * and detects the changes in capacity by measuring 
 * the relative change of the impedance for each channel.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of SPI module and log UART.
 * After the driver init, the app executes a default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the HOD CAP Click board™.
 * The demo application measures the relative change of the impedance 
 * and displays I and Q data per channel.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hodcap.h"

static hodcap_t hodcap;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    hodcap_cfg_t hodcap_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.
    hodcap_cfg_setup( &hodcap_cfg );
    HODCAP_MAP_MIKROBUS( hodcap_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == hodcap_init( &hodcap, &hodcap_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( HODCAP_ERROR == hodcap_default_cfg ( &hodcap ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, "________________________\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{ 
    static uint16_t i_data, q_data;
    log_printf( &logger, " \tI/Q data \r\n" );
    for ( uint8_t sen_num = 0; sen_num < HODCAP_TOTAL_NUMBER_OF_CHANNELS; sen_num++ )
    {
        if ( HODCAP_OK == hodcap_mux_channel_selection ( &hodcap, sen_num ) )
        {
            if ( ( HODCAP_OK == hodcap_wait_adc_data_ready( &hodcap ) ) &&
                 ( HODCAP_OK == hodcap_get_i_q_data( &hodcap, &i_data, &q_data ) ) )
            {
                log_printf( &logger, " SEN%d -> ", ( uint16_t ) sen_num );
                log_printf( &logger, " I : %u |", i_data );
                log_printf( &logger, " Q : %u \r\n", q_data );       
                Delay_ms( 100 );
            }
        }
    }
    log_printf( &logger, "________________________\r\n" );
    Delay_ms( 2000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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