初学者
10 分钟

使用A5932和PIC18F2455实现高性能冷却,同时噪音和振动最小化

适用于要求低噪音和最小振动的高功率风扇应用的解决方案

Fan 9 Click with EasyPIC v8

已发布 7月 25, 2024

点击板

Fan 9 Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F2455

非常适用于高功率网络设备和工业环境,在高效散热的同时保持安静操作

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Fan 9 Click 基于 Allegro Microsystems 的 A5932,这是一款汽车级(AEC-Q100 认证)三相正弦无感风扇控制器。A5932 集成了正弦驱动技术,以减少可闻噪音和振动,非常适用于高功率风扇应用。它通过 VBB 端子使用 12V 到 42V 的外部电源运行,针对高速服务器风扇应用,实现低噪音、最小振动和高效率。Allegro 的专有控制算法通过适应不同的电机特性,在各种速度下优化效率,产生正弦电流波形。A5932 使用标准的快速模式 I2C 接口,时钟频率为 400kHz,用于编程 EEPROM 或串行控制 IC 速度。风扇速度通过 SCL (SPD) 引脚上的可变占空比 PWM 

输入控制,SDA (FG) 引脚作为开漏输出向主 MCU 提供速度信息。数据传输启动不需要特殊顺序。如果电机运行,SDA 引脚可能在初始化串行端口模式时将数据线拉低。发送 I2C 命令将关闭电机,类似于接收 0% PWM 占空比命令。此外,板上还具有 ISET SEL 跳线,用于设置门电流大小,提供 15K 和 60K 电阻的选择,分别对应约 30mA 源电流和 60mA 泄电流。除了 I2C 通信引脚外,成功控制还涉及以下 mikroBUS™ 引脚:DIR 用于风扇电机方向控制,BRK 用于风扇电机刹车控制,RD 作为开漏速度输出,其中 HIGH 逻辑电平表示由 EEPROM 变量定义

的转子故障条件。禁用时,RD 引脚的 LOW 到 HIGH 转变表示开环启动序列结束。此外,红色 FLT LED 指示器信号故障条件,如外部电源欠压/过压、热关断、充电泵 UVLO、过流检测和同步丢失(转子锁定检测)。这些条件也可以通过 FLT mikroBUS™ 引脚跟踪。此 Click 板™ 可以通过 VIO SEL 跳线选择使用 3.3V 或外部连接电压参考(2.8V 连接到默认情况下未填充的 VREF 头)作为逻辑电压水平。在使用不同逻辑电平的 MCU 之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,该 Click 板™ 配有一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Fan 9 Click hardware overview 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

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

24

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Open-Drain Speed Output
RA3
AN
Brake Control
RA0
RST
ID COMM
RA5
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Direction Control
RC1
PWM
Fault Indicator
RB1
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RC3
SCL
I2C Data
RC4
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
2

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Fan 9 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 Fan 9 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • fan9_set_direction - 此功能用于设置 Fan 9 Click 的风扇方向。

  • fan9_write_reg - 此功能通过 I2C 串行接口从选定的寄存器读取数据字节。

  • fan9_set_pwm - 此功能用于获取 Fan 9 Click 的 PWM 值。

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 Fan 9 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of FAN 9 Click board, 
 * by changing speed of the fan from 0 to 100 percent, then decreasing it back to 0.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Changes the speed of fans by changing the PWM duty cycle.
 * The results are being displayed via USB UART where you can track their changes.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "fan9.h"

static fan9_t fan9;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    fan9_cfg_t fan9_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.
    fan9_cfg_setup( &fan9_cfg );
    FAN9_MAP_MIKROBUS( fan9_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == fan9_init( &fan9, &fan9_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( FAN9_ERROR == fan9_default_cfg ( &fan9 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }

    fan9_set_pwm( &fan9, 10 );
    // Waiting for motor to start.
    while ( 0 == fan9_get_rd_pin( &fan9 ) );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    static int8_t duty_cnt = 10;
    static int8_t duty_inc = 10;
    uint8_t direction = FAN9_DIRECTION_CW;

    fan9_set_pwm( &fan9, duty_cnt );
    log_printf( &logger, " Set PWM: %d%% \r\n", ( uint16_t ) duty_cnt );
    
    if ( 100 == duty_cnt ) 
    {
        duty_inc = -10;
    }
    else if ( 0 == duty_cnt ) 
    {
        duty_inc = 10;
    }
    duty_cnt += duty_inc;
    Delay_ms ( 1000 );
    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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