初学者
10 分钟

使用MCS1806和PIC18F4525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 EasyPIC v8

已发布 6月 28, 2024

点击板

Hall Current 18 Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F4525

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

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

PIC18F4525

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

48

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

3968

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
RA2
AN
NC
NC
RST
ID COMM
RE0
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

Hall Current 18 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
GNSS2 Click complete accessories setup image 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 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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