中级
30 分钟

使用 3SP-O3-20 和 PIC18F47K42 获得实时数据以监测和管理臭氧水平

呼吸智能,呼吸洁净:您值得信赖的臭氧伴侣

Ozone 3 Click with EasyPIC v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

Ozone 3 Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F47K42

专注于更健康的生活,我们的臭氧解决方案作为一种积极的工具来对抗臭氧污染,确保为所有人提供更安全的环境。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Ozone 3 Click基于SPEC Sensors的3SP-O3-20 (110-407),这是一款高性能的超薄电化学气体传感器,可以感知臭氧浓度高达20ppm。像这样的电化学传感器会产生与气体体积分数成比例的电流。这个电流通过模拟前端(AFE)转换和转换为电压,因此可以由MCU进行采样或使用外部A/D转换电路进行转换。该传感器具有非常高的灵敏度和短的响应时间;然而,它暴露在特定气体中的时间越长,提供的数据就越准确,尤其是在进行校准时。建议在关键应用中使用时保护传感器。在理想条件下,该传感器的寿命是无限的,但在实际应用中,预期的工作寿命超过五年(在23 ± 3˚C;40 ± 10%RH下为10年)。Ozone 3 Click通过I2C串行接口与MCU通信,使用了来自德州仪器的可配置的低功

耗化学传感应用的AFE IC LMP91000,该IC生成与传感器电流成比例的输出电压。 110-407的参考电极(RE)和工作电极(WE)之间的电压保持恒定,偏置由可变偏置电路设定。这种类型的传感器在施加固定偏置电压时性能最佳。此外,这个Click板™上还有两个额外的IC。第一个是来自Microchip的12位逐次逼近寄存器A/D转换器MCP3221,第二个是来自德州仪器的单电源、轨到轨运算放大器OPA344。mikroBUS™插座的RST引脚,连接到LMP91000的MEMB引脚,表示I2C接口的启用功能。当将其驱动到LOW逻辑电平时,启用I2C通信,并且主MCU可以发出START条件。请注意,在通信期间,RST引脚应保持在LOW状态。除此之外,还可以使用标记为AN SEL的板载开关来选择将

LMP91000 AFE的VOUT引脚路由到哪个IC。如果开关处于标记为ADC的位置,则VOUT引脚将路由到MCP3221 ADC的输入。这允许通过I2C接口将VOUT引脚的电压读取为数字信息。当开关处于AN位置时,LMP91000的VOUT引脚被路由到OPA344的输入。OPA344 Op-Amp的输出具有稳定的单位增益,充当缓冲器,以便主MCU可以通过mikroBUS™插座的AN引脚对AFE的VOUT引脚的电压进行采样。这个Click板™可以通过VCC SEL跳线选择在3.3V或5V逻辑电平下运行,这样,既能支持3.3V又能支持5V的MCU都可以正确使用通信线路。此外,这个Click板™配备了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。

Ozone 3 Click top side image
Ozone 3 Click bottom side image

功能概述

开发板

EasyPIC v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持许多高引脚计数的8位PIC微控制器,来自Microchip,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次集成的调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,EasyPIC v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何时候都能访问。

EasyPIC v8 开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了先进的集成CODEGRIP程 序/调试模块,该模块提供许多有价值的编程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成外,该板还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB DEVICE和CAN也包括在内,包括 广受好评的mikroBUS™标准、两种显示选项(图形和

基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座。这些插座覆盖了从最小的只有八个至四十个引脚的8位PIC MCU的广泛范围。EasyPIC v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。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,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

EasyPIC v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

PIC18F47K42

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

8192

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
RA2
AN
Module Enable
RE1
RST
NC
NC
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
RC3
SCL
I2C Data
RC4
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Ozone 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyPIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyPIC v8作为您的开发板开始。

EasyPIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
EasyPIC v8 Access DIPMB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto DIP image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image 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 Ozone 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • ozone3_read_adc - 臭氧3读取ADC函数

  • ozone3_get_o3_ppm - 臭氧3获取O3 ppm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 Ozone3 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the Ozone 3 click driver.
 * This demo application shows an example of the O3 ppm data measurement.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of I2C module and log UART.
 * After driver initialization the app set default settings.
 *
 * ## Application Task
 * This is an example that shows the use of a Ozone 3 click board™.
 * Get and logs O3 ( Trioxygen ) data as ppm value.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ozone3.h"

static ozone3_t ozone3;
static log_t logger;

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;        /**< Logger config object. */
    ozone3_cfg_t ozone3_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.

    ozone3_cfg_setup( &ozone3_cfg );
    OZONE3_MAP_MIKROBUS( ozone3_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = ozone3_init( &ozone3, &ozone3_cfg );
    if ( init_flag == I2C_MASTER_ERROR ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    ozone3_default_cfg ( &ozone3 );
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms( 300 );
}

void application_task ( void ) {
    float o3_ppm = ozone3_get_o3_ppm( &ozone3 );
    log_printf( &logger, "\tOzone : %.2f ppm \r\n", o3_ppm );
    Delay_ms( 500 );
}

void main ( void ) {
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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