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30 分钟

通过使用MPXV7007DP和PIC18F57Q43自信地驾驭流体动力学和气流控制的复杂性

从流量监控到过滤性能分析

Diff Press Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 25, 2024

点击板

Diff Press Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

体验我们创新传感器在差压测量中的新精度水平,旨在简化您的操作并增强决策能力。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Diff Press Click基于NXP Semiconductor的MPXV7007DP,这是一款高度先进的集成单片差压传感器。该传感器具有压阻MEMS感测元件,结合了集成电子元件,使其能够实现高度的线性以及非常低的温度漂移。它可用于测量±7kPa范围内的差压。传感器的外壳包含两个称为“端口”的小管子,可以方便地将传感器与产生气压的各种组件连接,防止密封不良时可能出现的泄漏。传感器保证在干燥空气条件下按照规格运行。更多详细信息请参考MPXV7007DP的数据手册。MPXV7007DP传感器有两个端口,以两个管子的形式简化了与加压系统的连接,如前所述。其中一个端口被指定为压力端,而另一个端口被指定为真空端。压力端受到氟硅胶的保护,保护芯片免受恶劣介质的影响。然

而,传感器设计用于正负差压值,具体取决于应用需求(P1 > P2 或 P2 > P1)。当两个输入端口之间没有压差时,传感器输出最大输出电压的一半。随着压差增加,电压会下降至0V(-7kPa)或上升至最大值4.5V(典型值,+7kPa)。内部校准和信号调理电路确保输出电压随压差线性变化。MPXV7007DP的数据手册提供了图表,显示了输出电压与压差的关系。除了图表,数据手册还提供了传感器输出电压的传递函数,以方程形式表示。如果需要精确计算压力,所有参数都可以在数据手册中找到。除了MPXV7007DP,Diff Press Click还利用了另一个IC。它使用了Microchip的MCP3221,这是一个具有I2C接口的12位逐次逼近模数转换器(ADC)。它用于采样传感器的输出

电压,提供给能够通过I2C总线通信的微控制器(MCU)或其他设备。使用5V mikroBUS™轨作为电压基准,将电压采样为12位值。ADC值与输出引脚电压之间的关系由公式给出:VOUT = 5/4096 x VAL,其中VOUT是传感器的输出电压,VAL是12位ADC值。然而,Click板™配备了mikroSDK库,包含数据转换功能,提供以物理单位表示的读数。两个电阻用于拉起I2C总线线。板载跳线标签为VCC SEL,通过将这些电阻连接到3.3V或5V mikroBUS™轨来选择I2C通信电压电平。此跳线可用于将Click板™与3.3V和5V MCU接口,允许使用各种不同的MCU与Click板™配合使用。

Diff Press Click top side image
Diff Press 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

Diff Press 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
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Curiosity Nano with PICXXX Access MB 1 - upright/background 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

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 Diff Press Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • diffpress_get_adc_data - 获取ADC数据功能

  • diffpress_get_pressure_difference - 获取压差功能

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 DiffPress Click example
 * 
 * # Description
 * This demo application is made for measuring differential pressure.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes device and logger module.
 * 
 * ## Application Task  
 * Logs pressure difference data.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "diffpress.h"

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

static diffpress_t diffpress;
static log_t logger;
float pressure_difference;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    diffpress_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 ----" );

    //  Click initialization.

    diffpress_cfg_setup( &cfg );
    DIFFPRESS_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    diffpress_init( &diffpress, &cfg );
}

void application_task ( void )
{
    pressure_difference = diffpress_get_pressure_difference( &diffpress );

    log_printf( &logger, "-- Pressure difference  : %f kPa\r\n", pressure_difference );

    Delay_ms ( 500 );
}

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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