中级
30 分钟

使用BD8LB600FS-C和ATmega328实现安静可靠的切换

不再有火花,只有精确:引入固态继电器创新

SolidSwitch 3 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 27, 2024

点击板

SolidSwitch 3 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328

从工业自动化到家庭自动化,我们的固态继电器(SSR)提供了您所需的精度和安全性,助您保持领先地位。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

SolidSwitch 3 Click基于BD8LB600FS-C,这是一款来自Rohm Semiconductor的汽车级八通道低边负载开关。每个开关通过串行外设接口控制,并包括一个支持最大电流为1A的N沟道MOSFET。BD8LB600FS-C为系统提供灵活的保护边界,可承受高达5V的输入电压,并限制输出负载电流,使该设备非常适合驱动电阻性、感性和容性负载。此Click板™通过标准SPI接口与MCU通信,支持高达5MHz的时钟速率,以16位数字格式提供数据。它还具有复位功能,标记

为RST并路由到mikroBUS™插座的RST引脚。除了这些引脚外,还有一些引脚,例如DIR和两个输入引脚,IN1和IN2,引脚分别路由到mikroBUS™插座的AN、PWM和INT引脚。DIR信号表示通过将该引脚设置为高逻辑电平来激活的直接模式转换。根据DIR引脚的逻辑状态设置,IN1和IN2引脚可用于控制给定的输出通道;当DIR处于低逻辑状态时,IN1表示控制通道1和5,而IN2定义控制通道2和6。当DIR设置为高逻辑状态时,IN1仅控制通道5,IN2仅控制

通道6。如前所述,BD8LB600FS-C还具有内置保护电路,即过流保护、热关断、开路检测和电压锁定电路。此外,该设备在异常检测期间还具有诊断输出功能。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择使用3.3V或5V逻辑电压水平。这种方式下,3.3V和5V能力的MCU都可以正确使用通信线。此外,此Click板™配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

SolidSwitch 3 Click top side image
SolidSwitch 3 Click bottom side 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

32

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

Direct Mode
PC0
AN
Reset
PD2
RST
SPI Chip Select
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
1/5 Channel Control
PD6
PWM
2/6 Channel Control
PC3
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

SolidSwitch 3 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 SolidSwitch 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • solidswitch3_enable_output - 此功能启用指定的输出通道。

  • solidswitch3_disable_output - 此功能禁用指定的输出通道。

  • solidswitch3_reset - 此功能通过切换复位引脚来重置设备。

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 SolidSwitch3 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of SolidSwitch 3 click board by controlling
 * the output state.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Enables all outputs one by one in the span of 8 seconds, and after that disables 
 * all outputs for 3 seconds. Accordingly, the outputs status will be displayed on the USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "solidswitch3.h"

static solidswitch3_t solidswitch3;
static log_t logger;

/**
 * @brief SolidSwitch 3 display all enabled channels function.
 * @details This function displays all enabled channels on USB UART.
 * @param[out] ctx : Click context object.
 * See #solidswitch3_t object definition for detailed explanation.
 * @return None.
 * @note None.
 */
static void solidswitch3_display_enabled_channels ( solidswitch3_t *ctx );

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    solidswitch3_cfg_t solidswitch3_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.
    solidswitch3_cfg_setup( &solidswitch3_cfg );
    SOLIDSWITCH3_MAP_MIKROBUS( solidswitch3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == solidswitch3_init( &solidswitch3, &solidswitch3_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    SET_SPI_DATA_SAMPLE_EDGE;
    
    if ( SOLIDSWITCH3_ERROR == solidswitch3_default_cfg ( &solidswitch3 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    for ( uint16_t cnt = SOLIDSWITCH3_CH_OUT1; cnt <= SOLIDSWITCH3_CH_OUT8; cnt <<= 1 )
    {
        if ( SOLIDSWITCH3_OK == solidswitch3_enable_output ( &solidswitch3, cnt ) )
        {
            solidswitch3_display_enabled_channels( &solidswitch3 );
            Delay_ms ( 1000 );
        }
    }
    
    if ( SOLIDSWITCH3_OK == solidswitch3_disable_output ( &solidswitch3, SOLIDSWITCH3_ALL_CHANNELS ) )
    {
        solidswitch3_display_enabled_channels( &solidswitch3 );
        Delay_ms ( 1000 );
        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;
}

static void solidswitch3_display_enabled_channels ( solidswitch3_t *ctx )
{
    uint16_t output_state = ctx->output_state;
    uint8_t enabled_flag = 0;
    
    log_printf( &logger, " Outputs enabled: " );
    for ( uint8_t cnt = 1; cnt <= 16; cnt++ )
    {
        if ( SOLIDSWITCH3_OUT_ENABLE == ( output_state & SOLIDSWITCH3_OUT_BITS_MASK ) )
        {
            if ( enabled_flag == 1 )
            {
                log_printf( &logger, ", %u", ( uint16_t ) cnt );
            }
            else
            {
                log_printf( &logger, " %u", ( uint16_t ) cnt );
            }
            enabled_flag = 1;
        }
        output_state >>= 2;
    }
    
    if ( enabled_flag == 0 )
    {
        log_printf( &logger, " none" );
    }
    log_printf( &logger, "\r\n-----------------------\r\n" );
}

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

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