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30 分钟

利用 VOM452T 和 PIC18LF26K42 实现热量表和其他类型的消耗表的远程读取

掌握 M-Bus 网络从未如此简单!

M-Bus Master Click with EasyPIC v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

M-Bus Master Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18LF26K42

该解决方案旨在满足新的欧洲远程抄表标准的要求,使其成为现代能源管理系统中不可或缺的工具。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

M-Bus Master Click基于Vishay半导体的VOM452,这是一款模拟、高速、高抗干扰、1 MBd光耦合器。热量表的远程读数可以通过不同的方式进行。除了远程读数外,整个各种表的集合也可以通过M-Bus进行远程控制,使其成为一个完整的住宅解决方案。后者是消耗表技术发展的逻辑延伸和扩展,借助M-Bus Click可以实现。为了在传输介质的成本较低的情况下实现庞大的总线网络,使用了两根导线电缆以及串行数据传输。为了允许对从设备的远程供电,总线上的位的表示如下所示。从主设备到从设备的位传输是通过电压级别转换来完成的。逻辑“1”(标记)对应于主设备的输出(中继器)上的额定电压+36 V;当发送逻

辑“0”(空间)时,中继器将总线电压降低12 V到其输出的额定+24 V。从从设备到主设备的方向传输的位通过调制从设备的电流消耗来编码。逻辑“1”由高达1.5 mA的恒定(相对于电压、温度和时间)电流表示,逻辑“0”(空间)由从设备的额外11-20 mA的增加电流消耗表示。标记状态电流可以用于为接口和可能的表或传感器本身供电。如上所述,M-Bus标准具有预定义的电压级别和工作原理。为了实现这一点,M-Bus Master Click内置了基于ON Semiconductor的MC33072ADR2G - 单一供电3 - 44 V运算放大器的主节点网络的完整解决方案。除了运算放大器外,该点击板还具有实现完整模拟解决方案所需的所有其

他组件,在其输出上满足M-Bus电压和电流的预定义规格。此Click board™还具有Vishay半导体的VOM452。这些高速光耦合器每个都由一个GaAlAs红外发光二极管、一个集成的光电探测器和一个高速晶体管组成。光电探测器与晶体管之间是结隔离的,以减少米勒电容效应。开漏输出功能允许电路设计人员在与不同逻辑系统(如TTL、CMOS等)进行接口时调整负载条件。所有这些功能提高了整个电路的可靠性,同时实现了电气隔离。M-Bus Master Click通过板载SMD跳线PWR SEL提供了3.3V和5V操作的选择,这使得3.3V和5V的MCU都可以与此Click board™进行接口连接。

M-Bus Master 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)

64

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

4096

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
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
UART TX
RC6
TX
UART RX
RC7
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
2

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

M-Bus Master 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 M-Bus Master Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • mbusmaster_generic_write - 通用写入功能。

  • mbusmaster_generic_read - 通用读取功能。

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 
 * \brief MBusMaster Click example
 * 
 * # Description
 * This example reads and processes data from M-Bus Master clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver.
 * 
 * ## Application Task  
 * Depending on the selected mode, it reads all the received data or sends the desired message
 * every 2 seconds.
 * 
 * ## Additional Function
 * - mbusmaster_process ( ) - The general process of collecting the received data.
 * 
 * @note 
 * - M-Bus master communication works at 36v.
 * - This click acts only as 'master', therefore it must be connected to appropriate 'slave'.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "mbusmaster.h"

#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 500

#define TEXT_TO_SEND "MikroE - M-Bus Master click board\r\n"

// #define DEMO_APP_RECEIVER
#define DEMO_APP_TRANSMITTER

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

static mbusmaster_t mbusmaster;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

static void mbusmaster_process ( void )
{
    int32_t rsp_size;
    
    char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    uint8_t check_buf_cnt;
    
    rsp_size = mbusmaster_generic_read( &mbusmaster, uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );

    if ( rsp_size > 0 )
    {  
        for ( uint8_t cnt = 0; cnt < rsp_size; cnt++ )
        {
            log_printf( &logger, "%c", uart_rx_buffer[ cnt ] );
            if ( uart_rx_buffer[ cnt ] == '\n' )
            {
                log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
            }
        }
    }
}

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    mbusmaster_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 ----" );
    Delay_ms( 100 );

    //  Click initialization.

    mbusmaster_cfg_setup( &cfg );
    MBUSMASTER_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    mbusmaster_init( &mbusmaster, &cfg );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
    mbusmaster_process( );
#endif    
    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    mbusmaster_generic_write( &mbusmaster, TEXT_TO_SEND, strlen( TEXT_TO_SEND ) );
    log_info( &logger, "---- Data sent ----" );
    Delay_ms( 2000 );
#endif  
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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