初学者
10 分钟

使用EMS2301和ATmega328P提升舒适度

风扇的最佳搭档

Fan Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 26, 2024

点击板

Fan Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

用我们的风扇速度解决方案找到您的完美平衡。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Fan Click基于Microchip的EMS2301,这是一款单/多RPM基于PWM的风扇控制器。EMS2301使用可编程频率驱动器和基于RPM的算法,配合内部时钟,允许您以1%的精度从500到16K RPM调节给定风扇的转速。它还提供风扇速度控制的转速计反馈,可在TACH板载端子上使用。Fan Click可以以闭环方式或直接PWM控制设备的方式运行。在闭环中,风扇速度控制(FSC)算法 可以检测老化、堵塞或锁定的风扇,并将触发中

断。在FSC模式下,用户确定目标转速计计数,PWM驱动设置会自动更新以实现这个目标速度。这个Click板通过标准的I2C 2-Wire接口与MCU通信,以读取数据和配置设置,支持最高400kHz的快速模式操作。EMS2301监视风扇的转速计信号以检测风扇故障,当转速计计数大于风扇转速计限制 时,认为风扇故障。如果发生这种情况,警报会通过中断INT引脚触发。与此同时,风扇驱动器尝试缓解堵塞/卡住的风扇情况。尽管仅支持

3.3V电压级别,但这个Click板使用5V电源来为4线风扇供电,通过4针螺钉端子。这个板不支持为风扇提供外部电源。这个Click板只能在3.3V逻辑电压级别下运行。在使用不同逻辑电平的MCU之前,板子必须执行适当的逻辑电压级别转换。这个Click板配备了一个包含函数和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。

Fan Click hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO 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
Interrupt
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC5
SCL
I2C Data
PC4
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Fan Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image 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
Arduino UNO 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

这个库包含 Fan Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • fan_generic_write - 通用写入函数

  • fan_generic_read - 通用读取函数

  • fan_lock_registers - 锁定寄存器

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 Click Example
 *
 * # Description
 * This application is controller for powering and regulating of fan.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of Click driver and usb uart serial terminal for results
 * logging.
 *
 * ## Application Task
 * Performs a control of the fan and reads rotation per minute (RPM).
 * Results will be sent to the usb uart terminal.
 *
 * \author Nemanja Medakovic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "fan.h"


#define FAN_DUTY_RATIO_0_PER    0       /**< PWM duty ratio 0 pecrents - zero scale. >*/
#define FAN_DUTY_RATIO_10_PER   10      /**< PWM duty ratio 10 percents - step. >*/
#define FAN_DUTY_RATIO_100_PER  100     /**< PWM duty ratio 100 percents - full scale. >*/

#define FAN_PWM_BASE_FREQ_ZERO_SCALE  0x00  /**< PWM base frequency zero scale. >*/
#define FAN_PWM_BASE_FREQ_HALF_SCALE  0x80  /**< PWM base frequency half scale. >*/
#define FAN_PWM_BASE_FREQ_FULL_SCALE  0xFF  /**< PWM base frequency full scale. >*/

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

static fan_t fan;       /**< Fan Click object. >*/
static log_t logger;    /**< Logger object. >*/

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    fan_cfg_t fan_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.

    fan_cfg_setup( &fan_cfg );
    FAN_MAP_MIKROBUS( fan_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( fan_init( &fan, &fan_cfg ) == I2C_MASTER_ERROR )
    {
        log_info( &logger, "---- Application Init Error ----" );
        log_info( &logger, "---- Please, run program again ----" );

        for ( ; ; );
    }
    log_info( &logger, "---- Application Init Done ----" );
    fan_default_cfg( &fan );
    fan_pwm_base( &fan, FAN_PWM_BASE_FREQ_HALF_SCALE );
    log_info( &logger, "---- Application Program Running... ----\n" );
}

void application_task ( void )
{
    for ( uint8_t duty = FAN_DUTY_RATIO_0_PER; duty <= FAN_DUTY_RATIO_100_PER;
          duty += FAN_DUTY_RATIO_10_PER )
    {
        fan_setting( &fan, duty );
        log_printf( &logger, " Duty Ratio : %u%%\r\n", (uint16_t)duty );
        Delay_ms ( 1000 ); 
        Delay_ms ( 1000 );

        uint16_t tacho = 0;

        fan_get_tach( &fan, &tacho );
        log_printf( &logger, " Rotation per minute : %urpm\r\n\n", tacho );
        Delay_ms ( 1000 ); 
        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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