初学者
10 分钟

使用LDC1000和PIC18F57Q43实现高分辨率电感测量功能

解锁电感的奥秘

LDC1000 Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 24, 2024

点击板

LDC1000 Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

准确测量由于导电目标在其磁场中的存在或移动而引起的电感变化。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LDC1000 Click 基于 Texas Instruments 的 LDC1000,这是一款低功耗的电感至数字转换器。LDC1000 通过调节闭环配置中的振荡幅度至恒定水平同时监控谐振器耗散的能量,同时测量 LC 谐振器的阻抗和谐振频率。通过监控注入谐振器的功率量,LDC1000 能够确定阻抗值并将其返回为数字值。此外,LDC1000 还能测量 LC 电路的振荡频率,用于确定 LC 电路的电感,也以数字格式给出。LDC1000 在短程应用中具有亚微米级分辨率,适合精确测量导电目标的位置、运动或组成。此 Click board™ 配备有 一个可拆卸的传感器(包括一个 36 圈 PCB 线圈和一

个 100pF 1% NPO 电容的 LC 罐)。当导电目标移动 到感应器的交流磁场中时,LDC 测量由此引起的电感变化,以提供有关目标在传感器线圈上方位置的信息。电感变化是由于目标中由传感器磁场引起的涡流(循环电流)造成的。这些电流产生一个次级磁场,与传感器场相抗衡,导致观察到的电感发生变化,用于精确定位目标在传感器线圈上横向移动。LDC1000 通过标准 SPI 串行接口与 MCU 通信,最大频率为 4MHz。它还有一个中断引脚连接到 mikroBUS™ 插 座的 INT 引脚,可以通过编程中断模式寄存器以三种不同方式配置。中断引脚可以作为具有可编程滞后的

接近开关、唤醒功能或指示新数据可用的有效条件的数据就绪引脚。这种 LDC 的感应非常可靠,恶劣条件 不会影响 LDC1000 的性能。除了可拆卸的传感器外,板载的 INA 和 INB 引脚允许您替换提供的传感器并焊接自己的传感器。此 Click board™ 可以通过 I/O 级别跳线选择使用 3.3V 或 5V 的逻辑电压水平,使得 3.3V 和 5V 能力的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 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。

LDC1000 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
SPI Chip Select
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
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

LDC1000 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

此库包含 LDC1000 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • ldc1000_get_proximity_data - 此函数读取接近度数据。

  • ldc1000_get_inductance_data - 此函数读取电感数据。

  • ldc1000_get_int_input - 此函数从 INT 引脚读取输入电压。

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 Ldc1000 Click example
 * 
 * # Description
 * This example showcases how to initialize and configure the logger and Click modules and
 * read and display proximity and impendance data.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * This function initializes and configures the logger and Click modules. Configuration data 
 * is written to the: rp maximum/minimum, sensor frequency, LDC/Clock/Power registers.
 * 
 * ## Application Task  
 * This function reads and displays proximity and impendance data every 10th of a second.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ldc1000.h"

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

static ldc1000_t ldc1000;
static log_t logger;

static uint16_t old_proximity;

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

void application_init ( )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    ldc1000_cfg_t cfg;

    old_proximity = 0;

    /** 
     * 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.

    ldc1000_cfg_setup( &cfg );
    LDC1000_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    ldc1000_init( &ldc1000, &cfg );
    Delay_ms ( 100 );
    ldc1000_default_cfg( &ldc1000 );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( )
{
    uint16_t proximity;
    float inductance;

    proximity = ldc1000_get_proximity_data( &ldc1000 );
    inductance = ldc1000_get_inductance_data( &ldc1000 );

    if ( ( ( proximity - old_proximity ) > LDC1000_SENSITIVITY ) &&
         ( ( old_proximity - proximity ) > LDC1000_SENSITIVITY ) )
    {
        log_printf( &logger, " * Proximity: %d \r\n", proximity );

        log_printf( &logger, " * Impendance: %f uH\r\n", inductance );

        old_proximity = proximity;

        log_printf( &logger, "--------------------\r\n" );
        Delay_ms ( 100 );
    }
}

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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