初学者
10 分钟

使用 AD8436 和 ATmega328P 将 RMS 的复杂性转换为清晰、恒定的直流电压

将 RMS 复杂性转化为直流简单性——这是我们的转换器承诺!

RMS to DC 2 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 27, 2024

点击板

RMS to DC 2 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

专注于简洁和准确性,我们的RMS-to-DC转换器是将RMS输入信号转换为直流电压的关键,确保您的测量既可靠又易于解释。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RMS to DC 2 Click 基于Analog Devices的AD8436,这是一款低成本、低功耗的真RMS到DC转换器。它计算AC波形的RMS值的精确DC等效值,包括由开关模式电源和三端双向可控硅产生的复杂模式。精度转换的峰值因数范围在1到10之间。板载缓冲放大器提供了最广泛的选择,而内置的高阻抗FET缓冲器则为外部衰减器、频率补偿或驱动低阻抗负载提供了接口。一对匹配的内部电阻使得增益配置变得容易,增益可达到两倍或更多,从而扩大了可用

输入范围。RMS(均方根值)描述了输入信号的功率:电流的RMS值等于在电阻负载上产生相同热耗散的直流电流值。因此,了解信号的RMS值通常很重要。RMS to DC 2 Click允许测量周期性重复信号的RMS值。AD8436的输出值可以通过主机MCU的模数转换器(ADC)或Microchip的低功耗12位ADC MCP3221读取。可以通过ADC SEL跳线进行选择,默认设置为MCP3221。RMS to DC 2 Click上有两个端子。VEXT为AD8436的RMS核心提供4.8至36V

的电压,而INPUT是AC信号输入端子。RMS to DC 2 Click可以使用mikroBUS™插座的模拟AN引脚或MCP3221的I2C接口与主机MCU通信并读取RMS值。默认选择是MCP3221,其标准和快速模式的I2C接口支持高达400kHz的频率。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平运行。这样,3.3V和5V的MCU都可以正确使用通信线路。此外,此Click板™配备了包含易于使用的功能和示例代码的库,可用于进一步开发的参考。

RMS to DC 2 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

Analog Output
PC0
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
NC
NC
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

RMS to DC 2 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
Arduino UNO Rev3 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
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

该库包含 RMS to DC 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rmstodc2_set_vref - 此函数为RMS to DC 2 Click驱动器设置电压参考。

  • rmstodc2_read_voltage - 此函数读取原始ADC值并将其转换为相应的电压水平。

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 RMS to DC 2 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the RMS to DC 2 click board by measuring
 * the RMS voltage of the input signal.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the RMS voltage of the input signal and displays the results on the USB UART
 * approximately once per second.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rmstodc2.h"

static rmstodc2_t rmstodc2;   /**< RMS to DC 2 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    rmstodc2_cfg_t rmstodc2_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.
    rmstodc2_cfg_setup( &rmstodc2_cfg );
    RMSTODC2_MAP_MIKROBUS( rmstodc2_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = rmstodc2_init( &rmstodc2, &rmstodc2_cfg );
    if ( ( ADC_ERROR == init_flag ) || ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float voltage = 0;
    if ( RMSTODC2_OK == rmstodc2_read_voltage ( &rmstodc2, &voltage ) ) 
    {
        log_printf( &logger, " RMS voltage : %.3f[V]\r\n\n", voltage * RMSTODC2_RMS_VOLTAGE_COEF );
        Delay_ms( 1000 );
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。