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30 分钟

使用LDC1312-Q1和PIC18F57Q43将电感测量转化为数字数据

您的电感到数字转换器!

LDC Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 26, 2024

点击板

LDC Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

解锁无限可能性,借助我们的电感-数字奇迹,将电感值轻松转换为数字数据,使其成为实时监测、质量控制和系统自动化的重要组成部分。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LDC Click基于德州仪器的LDC1312-Q1,这是一款双通道、12位电感到数字转换器(LDCs),用于电感传感解决方案。这个Click board™易于使用,只需要在1kHz和10MHz之间的传感器频率即可开始传感。它测量LC谐振器的振荡频率,并输出与频率成比例的数字值。电感传感在低成本和功耗下提供了比竞争技术更好的性能、可靠性和灵活性。该板适用于对导电目标的位置、运动或组成进行精确的短程测量。与交流电磁(EM)场接触的导电物体会引起场变化,可以使用感应器(如电感器)来检测这些变化。方便地,电感器和电容

器用于构建LC谐振器,也称为LC谐振器,以产生EM场。在LC谐振器的情况下,场扰动的效果是传感器的电感的明显变化,这可以观察为谐振频率的变化-使用这个原理,LDC1312-Q1工作。LDC Click使用标准的I2C 2-Wire接口与MCU通信,最大时钟频率为400kHz。除了I2C通信外,还使用了连接到mikroBUS™插座引脚的两个GPIO引脚。连接到mikroBUS™插座的RST引脚的SD引脚用于将LDC1312-Q1置于关断模式,节省电流,而INT引脚可以配置为中断,以通知主机MCU系统状态的变化。此外,它还允许通过将标记为ADDR

 SEL的SMD跳线器放置在标记为1和0的适当位置来选择其I2C从机地址的最低有效位。它还可以连接额外的外部LC传感器,允许您替换提供的板载传感器,并在标记为COIL1和COIL2的位置焊接您自己的传感器。此Click board™只能在3.3V逻辑电压电平下操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,它配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

LDC Click top side image
LDC 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
Shutdown
PA7
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
Interrupt
PA6
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB2
SCL
I2C Data
PB1
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

LDC 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

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 LDC Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • ldc_get_interrupt - 获取中断引脚状态

  • ldc_get_frequency - 获取特定通道计算的频率值

  • ldc_calculate_inductance - 计算相对于频率的电感值

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 main.c
 * @brief LDC Click example
 *
 * # Description
 * This example showcases the ability of the device to detect 
 * metal objects. It configures a device for reading data from 
 * channel 0, checks if ID's are OK and reads data when interrupting 
 * is asserted and logs result.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of communication modules (I2C, UART) and 
 * additional pins. Then configures the device for reading data from 
 * channel 0, and checks if device ID's are correctly read, and
 * read the currently set divider.
 *
 * ## Application Task
 * Checks if interrupt pin is asserted, if so reads data from channel 0.
 * Calculates and returns the frequency of the sensor. If the frequency 
 * is greater than 0, then it calculates the inductance of the sensor. 
 * It will log error and error values if it occurred.
 * 
 * @author Luka Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ldc.h"
#include "math.h"

static ldc_t ldc;
static log_t logger;

uint16_t divider;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    ldc_cfg_t ldc_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.
    ldc_cfg_setup( &ldc_cfg );
    LDC_MAP_MIKROBUS( ldc_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = ldc_init( &ldc, &ldc_cfg );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) 
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }

    if ( ldc_default_cfg ( &ldc ) < 0 )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration. " );
        for ( ; ; );
    }
    
    uint16_t temp_data = 0;
    ldc_generic_read( &ldc, LDC_REG_MANUFACTURER_ID, &temp_data );
    log_printf( &logger, "> Manufacturer ID: 0x%.4X\r\n", temp_data );
    if ( LDC_MANUFACTURER_ID != temp_data )
    {
        log_error( &logger, " Manufacturer ID. " );
        for ( ; ; );
    }
    
    ldc_generic_read( &ldc, LDC_REG_DEVICE_ID, &temp_data );
    log_printf( &logger, "> Device ID 0x%.4X\r\n", temp_data );
    if ( LDC_DEVICE_ID != temp_data )
    {
        log_error( &logger, " Device ID. " );
        for ( ; ; );
    }
    
    ldc_generic_read( &ldc, LDC_REG_CLOCK_DIVIDERS_CH0, &temp_data );
    divider = temp_data & 0x3FF;
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    if ( !ldc_get_interrupt( &ldc ) )
    {
        float frequency = 0.0;
        float inductance = 0.0;
        uint16_t status = 0;
        ldc_generic_read( &ldc, LDC_REG_STATUS, &status );
        if ( status & LDC_STATUS_DRDY )
        {
            err_t ret_val = ldc_get_frequency( &ldc, LDC_REG_DATA_CH0, divider, &frequency );
            if ( !ret_val )
            {
                log_printf( &logger, "> Freq[MHz]: %.3f\r\n", frequency );
                if ( frequency > 0 )
                {
                    inductance = ldc_calculate_inductance( frequency );
                }
                log_printf( &logger, "> L[uH]: %.3f\r\n", inductance );
                log_printf( &logger, "> ************************\r\n" );
                
                Delay_ms ( 500 );
            }
            else
            {
                log_error( &logger, " Reading data: %ld", ret_val );
            }
        }
    }
}

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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