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感谢LDC1101和PIC18F57Q43,享受高分辨率电感到数字转换

电感与数字相遇

LDC1101 click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 25, 2024

点击板

LDC1101 click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

我们的电感转数字转换器解决方案重新定义了精密传感,提供无与伦比的准确性和多功能性,适用于汽车、自动化和医疗等行业的应用。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LDC1101 Click 基于德州仪器的LDC1101,这是一款集成的高分辨率、高速电感到数字转换器。该IC是一款多功能电感转换器,用于快速、短距离、非接触式的物体位置、旋转或运动检测。由于其技术允许在恶劣环境中进行精确和可靠的电感感应,LDC1101非常适合工业和汽车应用。LDC1101使用标准的SPI接口与主机MCU通信。两个感应核心独立工作。一个核心提供16位分辨率的快速阻抗和电感(RP+L)读数,而另一个核心提供24位高分辨率的电感(LHR)测量。在RP+L模式下无需输入时钟,但LHR模式需要在CLKIN引脚上提供时钟信号。因此,CLKIN引脚路由到mikroBUS™ PWM引脚。没有该引脚上的有效时钟,LHR模式将不可用。LDC1101提供两种低功耗模式:关机模式和睡眠模式。在这两种模式下,IC不会主动运行任何转换。在关机模式下,LDC1101的所有部分都被关闭,因此消耗最少的电流。在睡眠模式下,LDC1101的逻辑部分变

得活跃,并用于配置工作参数。配置IC只有在睡眠模式下才有效。在活动模式下,整个IC变得操作,消耗最多的电量。主要工作原理基于测量由PCB铜迹线和电容器形成的LC振荡器的参数:当导电物体接近时,它会与LDC1101 IC驱动的LC振荡器磁性耦合。然后,LDC1101测量维持振荡所需的能量。振荡器电路的功率损失与导电物体的阻抗成正比,然后采样并成为可用的数字值。由于阻抗值受物体距离影响,因此可以用来确定其与LC振荡器的距离。同样,可以通过固定的已知距离和导电物体测量阻抗(和电感)参数来确定其成分。在这种情况下,PCB铜迹线成为阻抗传感器。当需要更精确的电感感应时,LHR模式是更好的选择。与阻抗不同,导电物体的电感不受其温度的太大影响。利用LDC1101测量LC振荡器的谐振频率的能力,还可以精确测量物体的距离。LC振荡器的谐振频率受与其磁性耦合的导电物体的影响。LC振荡器的谐振频率是电感的函

数,因此通过测量谐振频率的变化,可以非常准确地计算导电物体的影响及其距离。然而,要使用LHR模式,需要在mikroBUS™ PWM引脚上提供精确的时钟信号。集成的中断引擎允许向主机MCU报告各种事件。例如,在结果被另一个转换周期破坏之前读取数据很重要。中断可以在RP+L模式和LHR模式的转换周期结束时触发,以便MCU在下一个转换开始之前获取数据。当阈值被超过时,LDC1101也可以触发中断。如果转换数据低于或高于配置的电感和阻抗参数阈值,将触发中断事件。根据中断类型,在中断的情况下,LDC1101的INTB引脚将被驱动到低逻辑电平。此引脚与SDO引脚复用,因此在使用此引脚作为中断输出时需要遵循某些程序:除了将SDO/INTB引脚配置为中断引脚外,还需要将板载SMD跳线切换到适当位置,将中断信号路由到mikroBUS™的INT引脚。

LDC1101 Click top side image
LDC1101 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
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
Time-Base Clock
PB0
PWM
Interrupt
PA6
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

LDC1101 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
Board mapper by product8 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

软件支持

库描述

此库包含LDC1101 Click驱动程序的API。

关键功能:

  • ldc1101_get_rp_data - 读取RP数据的功能

  • ldc1101_get_l_data - 读取L数据的功能

  • ldc1101_get_interrupt - 获取中断引脚状态的功能

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 Ldc1101 Click example
 * 
 * # Description
 * Example demonstrates measurement of inductance change depending on the linear motion of the metal object.
 * Induction of the linear metal position depends on the type of metal and the configuration.
 * 
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes I2C module and sets CS pin as OUTPUT and PWM and INT pin sa INPUT.
 * Driver intialization, standard configurations and start measurement.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads RP data and logs data to USBUART every 1 sec.
 * 
 * \author Nenad Filipovic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ldc1101.h"

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

static ldc1101_t ldc1101;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    ldc1101_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.

    ldc1101_cfg_setup( &cfg );
    LDC1101_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    ldc1101_init( &ldc1101, &cfg );

    log_printf( &logger, "     LDC1101 Click\r\n" );
    log_printf( &logger, "------------------------\r\n" );
    
    ldc1101_default_cfg ( &ldc1101 );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    uint16_t rp_data;
    
    rp_data = ldc1101_get_rp_data( &ldc1101 );
    log_printf( &logger, " Inductive Linear Position : %u\r\n", rp_data );
    
    Delay_ms ( 1000 );
}

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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