初学者
10 分钟

使用ENS220和PIC18F57Q43高精度测量气压和温度

为各种电子项目添加环境感应功能

Barometer 9 Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 24, 2024

点击板

Barometer 9 Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

创建复杂的、位置感知设备,特别是在活动追踪、室内导航和环境监测领域。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Barometer 9 Click 基于ScioSense的ENS220,这是一款用于活动追踪和室内导航/定位的先进气压和温度传感器。该传感器以其超低功耗和高精度而著称,提供可通过数字I2C或SPI接口操作的双模式通信接口。ENS220的电容式压力传感器嵌入在CMOS ASIC中,实现了紧凑的封装尺寸,同时确保对环境变化的强大抵抗力。电容读取机制的集成有助于其最低功耗。它具有对压力的高灵敏度,并且内置超低噪声的24位ADC转换器,显著减少了压力噪声。传感器还包括一个精密温度传感器,提供稳定的温度补偿压力读数和快速响应时间。ENS220的关键

特性包括300至1200hPa的压力范围,±0.5hPa的绝对精度和±0.025hPa的相对精度,转化为约20cm的高度分辨率。其在2Hz采样率下的超低压力噪声为0.1Pa RMS,并且采样率可调高至1kHz,达到0.9 Pa RMS。此外,它提供精度为±0.1K、分辨率为8mK的温度测量。Barometer 9 Click 通过COMM SEL跳线支持SPI和I2C接口,默认激活I2C接口,支持高达400kHz的快速模式操作,而SPI模式支持高达1MHz的时钟频率。传感器的中断功能是一项重要的补充,通过INT引脚可以通知主处理器特定事件(如压力阈值),优化超低功耗场景。

ENS220在1.8V电源电压下最佳运行,这个电源电压由德州仪器的TLV700低压差(LDO)稳压器直接从所选的mikroBUS™插座电源轨提供。由于ENS220的电源电压为1.8V,此板还通过德州仪器的TXS0108E电压电平转换器促进适当的逻辑电平转换。该Click board™可以通过VCC SEL跳线选择在3.3V或5V逻辑电压水平下运行。这样,无论是3.3V还是5V的MCU都可以正确使用通信线。此外,该Click板还配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

Barometer 9 Click hardware overview 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
Power Enable / ID SEL
PA7
RST
SPI Select / ID COMM
PD4
CS
SPI Clock
PC6
SCK
SPI Data OUT
PC5
MISO
SPI Data IN
PC4
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PA6
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!”

原理图

Barometer 9 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
Barometer 13 Click front image hardware assembly
PIC18F57Q43 Curiosity Nano front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Curiosity Nano with PICXXX 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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

该库包含 Barometer 9 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • barometer9_read_part_id - 此功能用于读取Barometer 9 Click的设备ID

  • barometer9_get_temperature - 此功能用于读取Barometer 9 Click的摄氏温度

  • barometer9_get_pressure - 此功能用于读取Barometer 9 Click的压力(单位:帕斯卡)

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Barometer 9 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of  Barometer 9  Click board 
 * by reading and displaying the pressure and temperature measurements.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * The initialization of I2C or SPI module and log UART.
 * After driver initialization, the app sets the default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * The demo application reads and displays the Pressure [Pa] and Temperature [degree Celsius] data.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "barometer9.h"

static barometer9_t barometer9;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    barometer9_cfg_t barometer9_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.
    barometer9_cfg_setup( &barometer9_cfg );
    BAROMETER9_MAP_MIKROBUS( barometer9_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = barometer9_init( &barometer9, &barometer9_cfg );
    if ( ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) || ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    Delay_ms( 100 );
    
    if ( BAROMETER9_ERROR == barometer9_default_cfg ( &barometer9 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    uint16_t device_id = 0;
    barometer9_read_part_id ( &barometer9, &device_id );
    if ( BAROMETER9_DEVICE_ID != device_id )
    {
        log_error( &logger, " Read error " );
        for ( ; ; );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " Device ID: 0x%.4X \r\n", device_id );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    float temperature = 0;
    float pressure = 0;

    barometer9_get_temperature( &barometer9, &temperature );
    barometer9_get_pressure( &barometer9, &pressure );
    log_printf( &logger, " Temperature: %.2f C \r\n Pressure %.3f Pa \r\n", temperature, pressure );
    log_printf( &logger, " - - - - - - - - - - \r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。