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30 分钟

通过TC654和PIC18F57Q43提升您的冷却体验

无缝调节风扇速度,营造轻松氛围

Fan 5 Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 24, 2024

点击板

Fan 5 Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

使用我们的 PWM 模式风扇速度控制器,轻松掌控完美气流!

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Fan 5 Click 基于 Microchip 的 TC654,这是一款风扇速度控制器,允许您控制和监控两个直流无刷风扇的速度。TC654 基于 FanSense™ 技术,保护您的应用免受风扇故障的影响,并消除了对三线风扇的需求。使用 TC654,风扇速度可以通过其输入电压或串行接口来控制,从而实现高度灵活性。TC654 的输入电压表示温度,通常由所选的内部或外部热敏电阻提供(通过 NTC SEL 跳线选择)。TC654 通过脉宽调制风扇上的电压根据系统温度控制风扇速度。这种方法减少了风扇的噪音并延长了风扇的使用寿命。每个通道由一个外部 N 沟道 MOSFET 控制,通

过调节施加到 MOSFET 门极的电压也调节施加到风扇的电压。PWM 输出可以根据 TC654 的输入电压在 30% 和 100% 之间调节,或者如前所述,通过 I2C 接口编程,以允许无需外部热敏电阻即可控制风扇速度。标准的 I2C 2 线接口读取数据并配置设置,最大频率为 100kHz。TC654 还测量和监控风扇的每分钟转数 (RPM),这代表了风扇的健康状况。随着风扇轴承的磨损,风扇会减速并最终停止(转子锁定)。TC654 可以通过监控风扇的 RPM 水平检测风扇的开路、短路、未连接和转子锁定状态。除了可以通过 mikroBUS™ 插座的 FLT 引脚获得此信息

外,还可以通过标有 FAULT 的红色 LED 视觉检测到这种情况。风扇 RPM 数据和阈值寄存器可以通过 I2C 接口获取,从而实现完整的系统控制。除了两个风扇连接端子外,还有另一个终端 VFAN,用于 FAN1 的外部 12V 电源。FAN2 使用来自 5V mikroBUS™ 电源轨的必要供电。该 Click board™ 可以在 3.3V 和 5V 逻辑电压水平下运行,通过 VCC SEL 跳线选择。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,该 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

Fan 5 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
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
Fault Indicator
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!”

Click board™ 原理图

Fan 5 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 Fan 5 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • fan5_get_rpm1 - Fan 5 获取 FAN1 的速度

  • fan5_set_duty_cycle - Fan 5 设置占空比

  • fan5_turn_on_fans - Fan 5 打开风扇

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 5 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of FAN 5 click board by controlling and 
 * regulating the fan motors speed.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver, performs the click default configuration, reads 
 * manufacturer id and sets configuration in correspondence to user-selected mode.
 *
 * ## Application Task
 * If Fan control is selected example will monitor FAN 1 speed and if the speed 
 * falls below 500 RPM for longer then 2.4 seconds fan output will be disabled.
 * In other case, example is showcasing speed control by changing duty cycle and 
 * monitoring fan speed.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "fan5.h"

#define FAN_CONTROL_MODE

static fan5_t fan5;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    fan5_cfg_t fan5_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.
    fan5_cfg_setup( &fan5_cfg );
    FAN5_MAP_MIKROBUS( fan5_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == fan5_init( &fan5, &fan5_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( FAN5_ERROR == fan5_default_cfg ( &fan5 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    fan5_turn_on_fans( &fan5 );
    uint8_t id = 0;
    fan5_get_mfr_id( &fan5, &id );
    log_printf( &logger, " Manufacturer ID: 0x%X \r\n", ( uint16_t ) id );
    
#if defined FAN_CONTROL_MODE
    fan5_set_duty_cycle( &fan5, FAN5_100_PER_DUTY );
    fan5_set_fan_fault1( &fan5, 500 );
#else
    fan5_set_duty_cycle( &fan5, FAN5_30_PER_DUTY );
    fan5_set_fan_fault1( &fan5, 0 );
#endif
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
#if defined FAN_CONTROL_MODE
    uint16_t speed = 0;
    uint8_t flag_data = 0;
    
    fan5_get_rpm1( &fan5, &speed);
    log_printf( &logger, " SPEED: %d RPM \r\n", speed );
    
    if ( FAN5_FAULT == fan5_get_fault_state( &fan5 ) )
    {
        fan5_get_status_flags ( &fan5, &flag_data );
        log_printf( &logger, " FLAG: %d \r\n", flag_data );
        if ( FAN5_F1F_FLAG & flag_data )
        {
            log_printf( &logger, " FAN SPEED DROPED !!! \r\n" );
            log_printf( &logger, " OUTPUT IS DISABLED \r\n" );
            fan5_turn_off_fans( &fan5 );
            for( ; ; );
        }
    }
    
    Delay_ms( 2000 );
#else
    uint16_t speed;
    uint8_t duty_value;
    
    for ( duty_value = FAN5_30_PER_DUTY; duty_value <= FAN5_100_PER_DUTY; duty_value++ )
    {
        fan5_set_duty_cycle( &fan5, duty_value );
        log_printf( &logger, " Duty value: %d \r\n", ( uint16_t ) duty_value );
        Delay_ms( 5000 );
        fan5_get_rpm1( &fan5, &speed);
        log_printf( &logger, " SPEED: %d RPM \r\n", speed );
        Delay_ms( 500 );
    }
#endif
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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