初学者
10 分钟

使用MCS1806和PIC32MZ2048EFM100将电流测量提升到前所未有的精度

霍尔效应创新,实现无缝交流/直流电流检测

Hall Current 18 Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 6月 27, 2024

点击板

Hall Current 18 Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

迈入电流测量可靠性的新纪元,我们的霍尔效应传感器旨在满足现代工业的需求,为交流和直流电流提供非侵入性、高精度的监测。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Hall Current 18 Click 基于 MPS 的 MCS1806,这是一款隔离的霍尔效应电流传感器。其主导体具有低电阻,使电流可以接近高精度霍尔效应传感器流动。电流产生的磁场由集成的霍尔效应传感器在两个不同点感应到。这两个点之间磁场的差异被转换为与所施加电流成比例的电压。为了实现低稳定偏移,采用了旋转电流技术。MCS1806 输出模拟信号,该信号可以在此 Click board™ 上以数字形式读取。为此,Hall Current 18 Click 配备了来自 Microchip 的 12 

位分辨率逐次逼近 A/D 转换器 MCP3221。板载的 OUT SEL 跳线允许您在传感器的模拟输出和数字输出之间进行选择。默认情况下选择 MCP3221。此 Click board™ 应与负载串联连接。两个板载端子连接器用于测量电流,一个端子块用于正电流输入,另一个端子块用于负电流输入。Hall Current 18 Click 可以使用模拟输出,允许主 MCU 以模拟值读取数据。此外,通过 MCP3221 和标准的 2 线 I2C 接口,主 MCU 可以以数字形式读取数据,分辨率为 

12 位。数据传输速率在标准模式下可达 100kbit/s,在快速模式下可达 400kbit/s。在连续转换模式下,使用 400kHz 时钟速率,MCP3221 的最大采样速率可达 22.3kSPS。此 Click board™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 配备了包含易于使用的功能和示例代码的库,可用于进一步开发。

Hall Current 18 Click hardware overview image
Hall Current 18 Click Current Warning 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

Analog Output
RPB4
AN
NC
NC
RST
ID COMM
RPD4
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
RPA14
SCL
I2C Data
RPA15
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Hall Current 18 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 Hall Current 18 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • hallcurrent18_read_current - Hall Current 18 读取电流功能。

  • hallcurrent18_read_voltage - Hall Current 18 读取电压水平功能。

  • allcurrent18_read_raw_adc - Hall Current 18 读取原始 ADC 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 Hall Current 18 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Hall Current 18 click board™ 
 * by reading and displaying the current measurements.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * The initialization of SPI module and log UART.
 * After driver initialization, the app sets the default configuration
 * and set the zero voltage reference.
 *
 * ## Application Task
 * The demo application reads the current measurements [A] and displays the results.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hallcurrent18.h"

static hallcurrent18_t hallcurrent18;   /**< Hall Current 18 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    hallcurrent18_cfg_t hallcurrent18_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.
    hallcurrent18_cfg_setup( &hallcurrent18_cfg );
    HALLCURRENT18_MAP_MIKROBUS( hallcurrent18_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = hallcurrent18_init( &hallcurrent18, &hallcurrent18_cfg );
    if ( ( ADC_ERROR == init_flag ) || ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( HALLCURRENT18_ERROR == hallcurrent18_default_cfg ( &hallcurrent18 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    Delay_ms( 100 );
    
    log_printf( &logger, " Turn off the load current in the following 5 sec.\r\n" );
    Delay_ms( 5000 );
    if ( HALLCURRENT18_OK == hallcurrent18_set_zero_ref( &hallcurrent18 ) )
    {
        log_printf( &logger, " Process complete!\r\n");
    }
    else
    {
        log_error( &logger, " Zero reference." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void ) 
{
    float current = 0;
    if ( HALLCURRENT18_OK == hallcurrent18_read_current ( &hallcurrent18, &current ) ) 
    {
        log_printf( &logger, " Current : %.2f [A]\r\n", current );
        Delay_ms( 1000 );
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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