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基于MiCS-5524和PIC18F57Q43的精确酒精检测

简化酒精检测:我们的检测,您的安全通行

Alcohol 3 Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 24, 2024

点击板

Alcohol 3 Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

轻松开发顶级酒精呼气测试仪以及早期火灾和气体泄漏检测应用。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Alcohol 3 Click基于SGX Sensortech的MiCS-5524传感器,这是一种紧凑的MOS传感器。该传感器包含一个微机械金属氧化物半导体隔膜,集成了加热电阻。电阻产生热量,催化反应,影响氧化层本身的电阻。加热器的温度相当高,范围为350°C到550°C。经过初始预热期后,传感器可以在两秒钟以内检测到气体变化。MiCS-5524传感器的电阻与气体浓度的变化不呈线性关系,因此在将其用于绝对气体浓度测量应用之前,必须进行适当的校准。在低气体浓度下,阻抗变化最大。随着环境中气体的饱和,阻抗变化变慢。特别是在开发用于从呼气样本中估算血液酒精含量(BAC)(也称为呼气分析

仪)的应用时,应考虑这一点。MiCS-5524传感器是一个简单的设备:它只有四个连接。两个引脚是内部加热元件的连接,而另两个是MOS传感器的连接。应用归结为为分压器计算适当的电阻。MiCS-5524传感器的数据表提供了其在清洁空气(人工条件下)中使用时的典型阻值。灵敏度然后表示为传感器在清洁空气中的电阻与60 ppm CO浓度下电阻之比。传感器(作为电阻)与固定电阻之间的中间抽头提供输出电压。它取决于传感器的电阻,使其可以作为Microchip的MCP3221(一个具有I2C接口的低功耗12位A/D转换器)的输入。该ADC允许将输出电压转换为数字信息,通过mikroBUS™插座上的

I2C引脚访问。通过使用电源电压作为转换的电压参考,该ADC进一步降低了设计的复杂性,同时由于其低噪声输入,仍然提供了良好的转换质量。由于传感器的惰性特性,尽管在I2C快速模式下操作时可以提供高达22.3ksps的采样率,但该ADC的速度仍然足够快。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择使用3.3V或5V逻辑电压水平。这样,3.3V和5V的MCU都可以正确使用通信线。此外,此Click板™配备了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。

Alcohol 3 Click top side image
Alcohol 3 Click bottom side image

功能概述

开发板

PIC18F57Q43 Curiosity Nano 评估套件是一款尖端的硬件平台,旨在评估 PIC18-Q43 系列内的微控制器。其设计的核心是包含了功能强大的 PIC18F57Q43 微控制器(MCU),提供先进的功能和稳健的性能。这个评估套件的关键特点包括一个黄 色用户 LED 和一个响应灵敏的机械用户开关,提供无

缝的交互和测试。为一个 32.768kHz 水晶振荡器足迹提供支持,确保精准的定时能力。套件内置的调试器拥有一个绿色电源和状态 LED,使编程和调试变得直观高效。此外,增强其实用性的还有虚拟串行端口 (CDC)和一个调试 GPIO 通道(DGI GPIO),提供广泛的连接选项。该套件通过 USB 供电,拥有由

 MIC5353 LDO 调节器提供支持的可调目标电压功能,确保在 1.8V 至 5.1V 的输出电压范围内稳定运行,最大输出电流为 500mA,受环境温度和电压限制。

PIC18F57Q43 Curiosity Nano double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

48

RAM (字节)

8196

你完善了我!

配件

Curiosity Nano Base for Click boards 是一款多功能硬件扩展平台,专为简化 Curiosity Nano 套件与扩展板之间的集成而设计,特别针对符合 mikroBUS™ 标准的 Click 板和 Xplained Pro 扩展板。这款创新的基板(屏蔽板)提供了无缝的连接和扩展可能性,简化了实验和开发过程。主要特点包括从 Curiosity Nano 套件提供 USB 电源兼容性,以及为增强灵活性而提供的另一种外部电源输入选项。板载锂离子/锂聚合物充电器和管理电路确保电池供电应用的平稳运行,简化了使用和管理。此外,基板内置了一个固定的 3.3V 电源供应单元,专用于目标和 mikroBUS™ 电源轨,以及一个固定的 5.0V 升压转换器,专供 mikroBUS™ 插座的 5V 电源轨,为各种连接设备提供稳定的电力供应。

Curiosity Nano Base for Click boards accessories 1 image

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
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB2
SCL
I2C Data
PB1
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Alcohol 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity Nano with PIC18F57Q43作为您的开发板开始。

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
PIC18F47Q10 Curiosity Nano front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Board mapper by product8 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
PIC18F57Q43 Curiosity 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

软件支持

库描述

该库包含用于Alcohol 3 Click驱动程序的API。

关键功能:

  • alcohol3_get_co_in_ppm - 此功能读取一氧化碳(CO)数据,以ppm为单位(1 ppm - 1000 ppm)

  • alcohol3_get_percentage_bac - 此功能读取血液中酒精的百分比(BAC)

  • alcohol3_get_adc_data - 此功能读取12位ADC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 
 * \brief Alcohol3 Click example
 * 
 * # Description
 * Code of this sensor reacts to the presence of deoxidizing and reducing gases,
 * such as ethanol (also known as alcohol).
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Application Init performs Logger and Click initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads percentage of alcohol in the blood (BAC) 
 * and this data logs to USBUART every 1 sec.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "alcohol3.h"

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

static alcohol3_t alcohol3;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    alcohol3_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.

    alcohol3_cfg_setup( &cfg );
    ALCOHOL3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    alcohol3_init( &alcohol3, &cfg );

    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );
    log_printf( &logger, " ---- Alcohol 3 Click ----\r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, " ---- Initialization ---\r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
}

void application_task ( void )
{
    uint16_t co_ppm;
    uint16_t p_bac;
    float temp_bac;

    //  Task implementation.

    log_printf( &logger, " --- Alcohol diagnostics ---- \r\n" );

    co_ppm = alcohol3_get_co_in_ppm ( &alcohol3 );
    log_printf( &logger, " co in ppm  %d    | \r\n", co_ppm );

    temp_bac = alcohol3_get_percentage_bac( &alcohol3 );
    p_bac = ( uint16_t )( temp_bac * 1000 );

    if ( 10 > p_bac && p_bac < 100 )
    {
        log_printf( &logger, " BAC      | 0.00%d\r\n", p_bac );
    }
    else if ( 100 <= p_bac && 1000 > p_bac )
    {
        log_printf( &logger, " BAC      | 0.0%d\r\n", p_bac );
    }
    else if ( p_bac >= 1000 )
    {
        log_printf( &logger, " BAC      | 0.%d\r\n", p_bac );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " BAC  | 0.0000\r\n" );
    }
    log_printf( &logger, " ---------------------------- \r\n" );

    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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