初学者
10 分钟

使用SHT33-DIS-B2.5KS和PIC32MZ2048EFM100实现精确的温度和相对湿度测量

高可靠性的相对湿度和温度传感解决方案

Temp&Hum 25 Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 7月 08, 2024

点击板

Temp&Hum 25 Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

适用于环境监测站、天气数据收集或农业应用,这些应用中温度和湿度是关键因素。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Temp&Hum 25 Click 基于 Sensirion 的 SHT33-DIS-B2.5KS,这是一款高可靠性、第三代相对湿度和温度传感器。该高级传感器是 Sensirion 新一代低漂移数字校准和 ISO17025 认证传感器家族的一部分,提供了卓越的精度和可靠性。SHT33-DIS-B2.5KS 集成了 ISO17025 认证的温度传感和高度精确的湿度测量,全部在一个小巧的封装内。采用行业验证的 CMOSens® 技术,该传感器比其前代产品提供了更强的计算能力、更高的可靠性和更高的精度。其强大的性能和可靠性使其成为便携电子设备以及工业、消费和环境场景中广泛温湿度相关应用的多功能选择。每个 SHT33 传感器都有唯一的序列号,并附有 ISO17025 认证的温度测量校准证书。SHT33-DIS-B2.5KS 在 0-100% RH 和 -40 至 +125°C 的范围内运行,最佳性能在推荐的温湿度范围内(分别为 5°C-

60°C 和 20%RH-80%RH)实现。虽然长期暴露在这些正常范围之外的条件下(特别是高湿度)可能会暂时偏移相对湿度信号,但传感器在恢复正常条件后会重新校准自己。然而,长时间暴露在极端环境中会加速传感器老化。其他显著特点包括其在冷凝环境中的全功能和真正的 NIST 可追溯性,确保在各种条件下的可靠和精确测量。此 Click 板™ 采用独特设计格式,支持 MIKROE 新引入的 "Click Snap" 功能。与标准化版本的 Click 板不同,这一功能允许通过断开 PCB,使主传感器区域可移动,开创了许多新的实现可能性。得益于 Snap 功能,SHT33-DIS-B2.5KS 可以通过直接访问标记为 1-8 的引脚信号自主运行。此外,Snap 部分包括指定和固定的螺丝孔位置,使用户能够将 Snap 板固定在所需位置。Temp&Hum 25 Click 使用标准的 2 线 I2C 接口与主 MCU 通信,支

持快速模式和高达 1MHz 的频率。除了 I2C 引脚外,设备还允许通过标记为 ADDR SEL 的 SMD 跳线(默认设置为 0)在 0x44 和 0x45 之间选择 I2C 地址。SHT33-DIS-B2.5KS 可以通过 mikroBUS™ 插座的 RST 引脚、通用呼叫或软件进行软重置来复位。通过 RST 引脚或通用呼叫(根据 I2C 规范)进行复位可以实现完全复位,而通过软复位,传感器会重置系统控制器并从存储器重新加载校准数据。此外,该 Click 板™ 配备了一个额外的中断警报信号,路由到 mikroBUS™ 插座的 ALR 引脚,以提供环境温度和相对湿度测量超过设定阈值的通知。该 Click 板™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平。这使得 3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,该 Click 板™ 配有一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Temp&Hum 25 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
Reset
RA9
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
Alert Interrupt
RF13
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

Temp&Hum 25 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
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 Temp&Hum 25 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • temphum25_read_serial_num - 此功能通过 I2C 串行接口读取 4 字节唯一序列号。

  • temphum25_start_measurement - 此功能通过发送选定的测量命令开始测量。

  • temphum25_read_measurement - 此功能读取温度和湿度测量结果。

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 TempHum 25 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of TempHum 25 click board by reading
 * the temperature and humidity data.
 * 
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver, performs the device reset, reads and displays
 * the sensor unique serial number, and then starts the measurements with 1 MPS.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the temperature (degC) and the relative humidity (%RH) data and 
 * displays the results on the USB UART approximately once per second.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "temphum25.h"

static temphum25_t temphum25;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    temphum25_cfg_t temphum25_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.
    temphum25_cfg_setup( &temphum25_cfg );
    TEMPHUM25_MAP_MIKROBUS( temphum25_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == temphum25_init( &temphum25, &temphum25_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    temphum25_reset_device ( &temphum25 );

    uint32_t serial_num = 0;
    if ( TEMPHUM25_OK == temphum25_read_serial_num ( &temphum25, &serial_num ) )
    {
        log_printf ( &logger, " Serial number: 0x%.8LX\r\n", serial_num );
    }

    temphum25_start_measurement ( &temphum25, TEMPHUM25_CMD_MEAS_CONT_REP_HIGH_MPS_1 );

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

void application_task ( void ) 
{
    float temperature = 0;
    float humidity = 0;
    if ( TEMPHUM25_OK == temphum25_read_measurement ( &temphum25, &temperature, &humidity ) )
    {
        log_printf ( &logger, " Temperature: %.2f degC\r\n", temperature );
        log_printf ( &logger, " Humidity: %.2f %%RH\r\n\n", humidity );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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