初学者
10 分钟

使用MLX90333和PIC32MZ2048EFM100精确检测所有三维方向的磁场强度

揭开磁性世界的面纱

3D Hall Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 6月 27, 2024

点击板

3D Hall Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

我们的主要目标是提供一种全面的三维霍尔传感器解决方案,将三维磁测技术的精度与您需要探索和有效利用磁数据的用户友好功能相结合。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

3D Hall Click基于Melexis Technologies的MLX90333,这是一款Triaxis®无触点位置传感器,能够通过测量和处理磁通密度矢量(Bx、By和Bz)的三个空间分量来感知其周围移动的任何磁铁。水平分量(Bx和By)通过集成磁聚焦器(IMC)进行感测,而垂直分量(Bz)通过常规霍尔板进行感测。由于其

出色的性能,MLX90333可以精确地测量其旋转、线性和三维位移。MLX90333具有3D磁力计模式,通过SPI接口将磁通密度的三维信息报告给主控制器,支持最常见的SPI模式SPI Mode 1,最大频率为20MHz。输出传输特性完全可编程(例 如,偏移、增益、夹紧电平、线性、热漂移、滤波、范围等),以

匹配任何特定要求,通过最终校准。这个Click板只能使用5V逻辑电压级别。在使用不同逻辑电平的MCU之前,板子必须执行适当的逻辑电压级别转换。此外,它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。

3D Hall 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
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

3D Hall 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
Board mapper by product7 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

这个库包含了3D Hall Click驱动程序的API。

关键功能:

  • c3dhall_read_all_data - 从传感器读取8字节数据的函数。

  • c3dhall_calculate_angle - 计算角度的函数。

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 
 * \brief c3DHall Click example
 * 
 * # Description
 * This application use to determine angle position.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver enable's - SPI and start write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is a example which demonstrates the use of 3D Hall Click board.
 * 3D Hall Click communicates with register via SPI by read data from register
 * and calculate Alpha and Beta angle position.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * All data logs on usb uart.
 * 
 * ## NOTE
 * The maximal SPI Clock frequency for MLX90333 sensor is about 430 Khz. 
 * If you are expiriencing issues, please try to lower MCU's main clock frequency.
 *
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c3dhall.h"

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

static c3dhall_t c3dhall;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    c3dhall_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.

    c3dhall_cfg_setup( &cfg );
    C3DHALL_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    c3dhall_init( &c3dhall, &cfg );
    Delay_100ms( );
}

void application_task ( void )
{
    c3dhall_all_data_t all_data;

    uint8_t angle_alpha;
    uint8_t angle_beta;

    c3dhall_read_all_data( &c3dhall, &all_data );
    Delay_100ms( );

    if ( ( all_data.data_error ) == C3DHALL_NO_ERRORS )
    {
        angle_alpha = c3dhall_calculate_angle( &c3dhall, all_data.data_angle_a );
        angle_beta = c3dhall_calculate_angle( &c3dhall, all_data.data_angle_b );
        
        log_printf( &logger, "     Alpha : %u\r\n", ( uint16_t ) angle_alpha );

        log_printf( &logger, "     Beta  : %u\r\n", ( uint16_t ) angle_beta );

        log_printf( &logger, "-------------------------\r\n", angle_beta );
    }
    else
    {
        if ( all_data.data_error == C3DHALL_F_ADCMONITOR )
            log_printf( &logger, "       ADC Failure       \r\n" );
        else if ( all_data.data_error == C3DHALL_F_ADCSATURA )
            log_printf( &logger, "    Electrical failure   \r\n"  );
        else if ( all_data.data_error == C3DHALL_F_GAINTOOLOW )
            log_printf( &logger, "    Gain code is less    \r\n" );
        else if ( all_data.data_error == C3DHALL_F_GAINTOOHIGH )
            log_printf( &logger, "   Gain code is greater  \r\n" );
        else if ( all_data.data_error == C3DHALL_F_NORMTOOLOW )
            log_printf( &logger, "   Fast norm below 30   \r\n" );
        else if ( all_data.data_error == C3DHALL_F_FIELDTOOLOW )
            log_printf( &logger, "     The norm is less    \r\n" );
        else if ( all_data.data_error == C3DHALL_F_FIELDTOOHIGH )
            log_printf( &logger, "   The norm is greater   \r\n" );
        else if ( all_data.data_error == C3DHALL_F_ROCLAMP )
            log_printf( &logger, "  Analog Chain Rough off \r\n" );
        else if ( all_data.data_error == C3DHALL_F_DEADZONEALPHA )
            log_printf( &logger, " Angle ALPHA in deadzone \r\n" );
        else if ( all_data.data_error == C3DHALL_F_DEADZONEBETA )
            log_printf( &logger, "  Angle BETA in deadzone \r\n" );
        else if ( all_data.data_error == C3DHALL_MULTIPLE_ERRORS )
            log_printf( &logger, "   More than one error   \r\n" );
        else
            log_printf( &logger, "      Unknown error      \r\n" );

        log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
        Delay_1sec( );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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