14 bitowy encoder magnetyczny AS5047D SPI

[Pikczu]

Był sezon na klawiatury ADC to i musiał przyjść na enkodery.
Nie jest to tylko biblioteka ale cały projekt. Miał to byc wskaźnik kierunku wiatru ale świetnie wskazuje kierunek/kat czegokolwiek.
Układ bazuje na 14 bitowym enkoderze magnetycznym firmy AMS AS5047D.
Układ składa się z w dwóch płytek złożonych na kanapkę na pokładzie pierwszej płytki znajduje się atmega328P, AS5047D,DS18b20 i WS2812B.
Na pokładzie drugiej płytki znajduje się układ LTC2861 jest to konwerter full duplex rs485 oraz typowy stabilizator napięcia.

Główny bohater, układ AS5047D jest bardzo dobrze wyposażony ma 14 bitową rozdzielczość, z komunikacją po SPI oraz standardowe wyprowadzenia A i B + index.
Szczegóły doczytacie sobie w pdf-ie
https://ams.com/as5047d

Obsługa układu po SPI jest śmiesznie prosta i ciężko ją nazwać biblioteką.
Odczyt kąta:

Code: [Zaznacz cały] [Rozwiń/Zwiń]

1. $nocompile
2. ' AS5047D SPI read angle
3. ' By SP9DR 2019 v.1
4. Sub Spi_angle_read
5. Spiout Spi_data(1) , 2
6.  Anglecom = Spimove(spi_data(1) , 2)
7.    Swap Anglecom
8.    Show1 = Anglecom And &B00111111_11111111                 'maska na 14 bitów
9.    Angle = Show1 * 36000                                    'do pierwszej cyfry po przecinku
10.    Angle1 = Angle / 16383
11.   Print Chr(10) ; Angle1
12.    Tex = Str(angle1)
13.    Kat = Format(tex , "0.00")
14.    Print " kat= " ; Kat
15.  
16. End Sub

Odczyty diagnostyczne:

Code: [Zaznacz cały] [Rozwiń/Zwiń]

1. $nocompile
2. ' AS5047D SPI diagnostic info
3. ' By SP9DR 2019 v.1
4. Sub Spi_diaagc_read
5.    Spiout Spi_data(3) , 2
6.    Diaagc = Spimove(spi_data(3) , 2 )
7.    Swap Diaagc
8.  
9.    If Diaagc.8 = 1 Then
10.    Print "internal offset loop ok"
11.    Else
12.    Print "internal offset loops not ready "
13.     End If
14.  
15.    If Diaagc.9 = 1 Then
16.    Print "CORDIC overflow error"
17.  
18.    End If
19.  
20.    If Diaagc.10 = 1 Then
21.    Print "Magnetic field strength too high; AGC=0x00"
22.    End If
23.  
24.    If Diaagc.11 = 1 Then
25.     Print "Magnetic field strength too low; AGC=0xFF"
26.    End If
27.    Agc = Diaagc And &B0000_0000_1111_1111                   'maska na 14 bitów
28.    Print Bin(diaagc) ; " AGC value"
29.    Print " AGC value= " ; Agc
30. End Sub

Odczyt siły pola magnetycznego potrzebny do ustawienia odpowiedniej odległości pomiędzy magnesem a układem.

Code: [Zaznacz cały] [Rozwiń/Zwiń]

1. $nocompile
2. 'Odczyt sily pola
3. 'AS5047D SPI maginitude reading
4. 'By SP9DR 2019 v.1
5. Sub Spi_magnitude_read
6.    Spiout Spi_data(5) , 2
7.    Magnitude = Spimove(spi_data(5) , 2)
8.    Swap Magnitude
9.    Mag = Magnitude And &B00111111_11111111                  'maska na 14 bitów
10.  
11.    Print " MAG value= " ; Mag                               ' magnitude
12. End Sub

Kod główny:

Code: [Zaznacz cały] [Rozwiń/Zwiń]

1. '-------------------------------------------------------------------------------
2. ' Pawel Labedz SP9DR for hardware version 1.4
3. ' Copyright Pawel Labedz 2019
4. ' All rights reserved
5. '```````````````````````````````````````````````````````````````````````````````
6. '-------------------------------------------------------------------------------
7. Debug Off
8. '$sim
9. $regfile = "m328pdef.dat"
10. $crystal = 18432000
11. $hwstack = 64
12. $swstack = 64
13. $framesize = 64
14. $baud = 38400
15. $projecttime = 289
16. Config Submode = New
17. '-------------------------------------------------------------------------------
18. $version 0 , 0 , 49
19. Dim Firmware As String * 7
20. Firmware = "Ver_0.1"
21.  
22. '-------------------------------------------------------------------------------
23. Config Watchdog = 2048
24. 'Start Watchdog
25. '-------------------------------------------------------------------------------
26. Config Com1 = 38400 , Synchrone = 0 , Parity = None , Stopbits = 1 , Databits = 8 , Clockpol = 0
27. Config Serialin = Buffered , Size = 128
28. Config Serialout = Buffered , Size = 128
29. Enable Serial
30. '------------------------------timer 1------------------------------------------
31. Const Timer1reload = 31250
32. Config Timer1 = Timer , Prescale = 256
33. Load Timer1 , Timer1reload
34. On Ovf1 Timer1_isr
35. Enable Timer1
36. Start Timer1
37.  
38. 'Timer value explination
39. ' The timer is a 16Bit timer, it overflows when the timer reaches 65536
40. ' The AVR is running at 8000000Hz, the prescaler is 256
41. ' Each tick is 0.032 ms  -  (1 / CPUSpeed in KHz ) * Prescaler
42. ' The timer needs  3125 ticks to reach the required time  ( 3125 * 0.032 = 100ms)
43. ' The start value for the timer must be set to 34286 so that it will overflow at 65536 after 3125 ticks
44. ' NOTE: The load command does the inversion for you (256-value or 65536-value)
45.  
46. '-------------------------------SPI config---------------------------------
47. Config Spi = Hard , Interrupt = Off , Data_order = Msb , Master = Yes , Polarity = Low , Phase = 1 , Clockrate = 128 , Noss = 0
48. 'polarity =0 and  phase 1 = spi mode 1
49.  
50. '--------------------------------SPI variable-----------------------------------
51. Dim Spi_data(8) As Byte
52. Spi_data(1) = &HFF                                          ' pobierz kat msb
53. Spi_data(2) = &HFF                                          ' pobierz kat lsb
54.  
55. Spi_data(3) = &HFF                                          'diagnostyka  msb
56. Spi_data(4) = &HFC                                          'diagnostyka  lsb
57.  
58. Spi_data(5) = &H7F                                          'sila magnesu msb
59. Spi_data(6) = &HFD                                          'sila magnesu lsb
60.  
61. Spi_data(7) = &H00                                          'nop  msb
62. Spi_data(8) = &H00                                          'nop lsb
63. '-------------------------------WS2818b---------------------------------
64.  
65. Config Rainbow = 1 , Rgb = 4 , Rb0_len = 2 , Rb0_port = Portd , Rb0_pin = 6
66. '                      ^-- using rgbW leds #### MUST BE FIRST PARAMETER when defined ###
67. '                                                   ^ connected to pin 0
68. '                                       ^------------ connected to portB
69. '                         ^-------------------------- 8 leds on stripe
70. '              ^------------------------------------- 1 channel
71. 'Global Color-variables
72. Dim Color(3) As Byte
73. R Alias Color(_base) : G Alias Color(_base + 1) : B Alias Color(_base + 2)
74.  
75. 'CONST
76. Const Numleds = 2
77. Dim N As Byte
78. '-------------------------------------------------------------------------------
79. Dim Anglecom As Word
80. Dim Diaagc As Word
81. Dim Diag_bits As Word
82. Dim Magnitude As Word
83. Dim Mag As Word
84. Dim Agc As Word
85. Dim Ttx As Word
86. Dim Angle As Dword
87. Dim Angle1 As Dword
88. Dim Kat As String * 6
89. Dim Tex As String * 6
90. Dim Show1 As Word
91. Dim Index As Byte
92.  
93. '----------------------------------UART adress --------------------------------
94.  
95. Dim Rs485_adres As Byte , Rs485_adres_ee As Eram Byte At &H10       'Rs485 address
96. Dim Rs485_adres_temp As Byte                                ' potrzebne przy porownywaniuadresu odebranego z wlasciwym
97.  
98. '----------------------------------UART variable--------------------------------
99. Dim Rs485_time_out As Word
100. Dim Uart_flag As Byte                                       'flag used for uart
101. Dim Lcount As Byte                                          '
102. Dim Char_ As Byte
103. Dim Uart_command As String * 20                             'Needs to be long enough for commands
104. Dim Getcommands(10) As String * 11                          'Here we have an array to chop up the commands from RS232
105. '-------------------------------------------------------------------------------
106. Dim Ds_t(2) As Byte                                         ' array for temperature read form Ds18b20
107. Dim Temp1 As Integer                                        'zmienna przchowuje wartosc temp1
108. Dim Ds_index As Byte                                        ' help variable for index value
109. Dim Ds_signature(8) As Byte
110. Dim Wind As Dword                                           'variable
111. Dim Tick As Byte                                            'ziemnan na timer 1
112. Dim Flagi As Byte                                           ' flagi pomocnicze
113. Dim Max_ As Byte
114. Dim Tabilca As Byte
115. Dim Binarnie As Word
116. '--------------------------Uart commands----------------------------------------
117.  
118. Const On_ = 1
119. Const Off_ = 0
120.  
121. '-------------------------------------------------------------------------------
122. Const Broadcast = 255                                       'broadcast do wszytkich
123. 'Const G1_c_2 =
124. 'Const G1_c_3 =
125. 'Const G1_c_4 =
126. 'Const G1_c_5 =
127. 'Const G1_c_6 =
128. 'Const G1_c_7 =
129. 'Const G1_c_8 =
130. '------------------------------------------------------------------------------
131. Const G2_c_1 = "a"
132. Const G2_c_2 = "t"
133. Const G2_c_3 = "c"
134. Const G2_c_4 = "s"
135. Const G2_c_5 = "diag_on"                                    'magnitude diagnostic
136. Const G2_c_6 = "diag_off"
137. Const G2_c_7 = "rs_term_on"
138. Const G2_c_8 = "rs_term_off"
139. Const Reboot = "reboot"
140. Const Bootloader = "load"
141. Const Help = "?"
142. Const Notincommands = " nie rozpoznano "
143. Const Ok = "ack"
144. Const Prompt = "command>>"
145.  
146.  
147. 'komnedy wewnatrz get command 2
148. Const G3_c_1 = " i"
149. Const G3_c_2 = " j"
150.  
151. '-------------------------------------------------------------------------------
152. Config 1wire = Portc.1
153. Config Portc.3 = Output
154. Rx_enable Alias Portc.3                                     'RX enable for RS 485
155. Portc.3 = 0
156. Config Portc.4 = Output
157. Tx_enable Alias Portc.4                                     'TX enable rs485
158. Portc.4 = 1                                                 'tx enabled
159. Config Portc.5 = Output
160. Term_enable Alias Portc.5                                   ' internal 120 ohm termiantion for rs485
161. Portc.5 = 1
162. Config Portd.2 = Input                                      'int 0  index pin
163. Portd.2 = 1
164. Config Portd.3 = Output
165. Slew_en Alias Portd.3                                       'slew rate enable for rs485
166. Portd.3 = 0
167. Config Portd.6 = Output                                     'WS2818b led
168. '-------------------------------------------------------------------------------
169. Config Int0 = Falling                                       'home position sensor
170. On Int0 Int0_isr
171. Enable Int0
172. '---------------------------subs include file-----------------------------------
173. '$include "Subs\Rs485_read.inc"
174. $include "Subs\Spi_angle_read.inc"
175. $include "Subs\Spi_magnitude_read.inc"
176. $include "Subs\Spi_DIAAGC_read.inc"
177. $include "Subs\Uart_rx.inc"
178. $include "Subs\DS18b20_register.inc"
179. $include "Subs\DS18b20_temp_read.inc"
180.  
181. '-------------------------------------------------------------------------------
182. '-------------------------------------------------------------------------------
183. Rs485_adres = Rs485_adres_ee                                'read adress from eeprom
184.  
185. '-------------------------------------------------------------------------------
186. Enable Interrupts
187.  
188. Print Chr(10) ; "Position sensor by SP9DR"
189. Print "Dla Pana Jacka SQ2EER"
190. Print "Version: " ; Version(2)
191. Print "RS_485 Adres= " ; Rs485_adres
192. 'Print "SPI test"
193. Print "watchdog started"
194.  
195. Start Watchdog
196. Spiinit
197. 1wreset
198. 1wwrite &HCC                                                'skip all
199. 1wwrite &H44                                                'convert temp
200. Wait 1
201.  
202. Clear Serialout
203. Clear Serialin
204. Uart_command = ""
205. Term_enable = 1
206.  
207. Rb_selectchannel 0                                          ' select first channel
208. R = 50 : G = 0 : B = 100                                    ' define a color
209. Rb_setcolor 1 , Color(1)                                    ' update leds
210. Rb_setcolor 0 , Color(2)                                    ' update leds
211. Rb_send
212.  
213.  
214. '-------------------------------------------------------------------------------
215. Do
216.  
217.  
218.  
219.  
220.    If Ischarwaiting() > 0 Then                              'calls _gotchar and use URXC
221.       Char_ = Inkey()                                       'get char from buffer
222.       Rs485_time_out = 0
223.  
224.       If Char_ = 13 Or Len(uart_command) > 20 Then          ' check for ENTER of more then 20 characters
225.          Call Uart_rx                                       '
226.          'Print                                              '
227.          'Print Prompt;                                      'Using a constant will let us change the prompt
228.          Uart_command = ""
229.       Else
230.          Uart_command = Uart_command + Chr(char_)           'buffor building
231.          Print Chr(char_) ;                                 'this is echo
232.  
233.       End If
234.    End If
235.  
236.    If Flagi.2 = 1 Then                                      ' if diagnostic enable
237.       If Flagi.3 = 1 Then
238.          Call Spi_angle_read
239.          Call Spi_diaagc_read
240.          Call Spi_magnitude_read
241.          Flagi.3 = 0
242.       End If
243.    End If
244.    Reset Watchdog
245.    If Uart_command <> "" Then
246.    Incr Rs485_time_out
247.    End If
248.  
249.    If Rs485_time_out > 65000 And Uart_command <> "" Then
250.      Debug "czyszczenie"
251.       Clear Serialin
252.       Uart_command = ""
253.    End If
254.  Reset Watchdog
255. Loop
256. End
257.  
258. Int0_isr:                                                   'wind speed meter index value
259.    'Incr Index
260.    'Wind = Index                                             '* 24
261. Return
262.  
263. Timer1_isr:
264.    Load Timer1 , Timer1reload
265.    Incr Tick
266.  
267.    If Tick = 2 Then
268.       Set Flagi.1                                           '
269.    'elseif Tick = 10 Then
270.       Flagi.3 = 1
271.       Tick = 0
272.    End If
273. Return

Jest tam jeszcze DS18b20 jako czujnik temperatury, w koncu to czujnik kierunku wiatru/prędkości to i temperaturę też możemy zmierzyć.

Code: [Zaznacz cały] [Rozwiń/Zwiń]

1. $nocompile
2. 'DSS18b20 temperature read
3. '*******************************************************************************
4. 'DALLAS DS18B20 ROM and scratchpad commands''''''''''''''''''''''''''
5. '1wwrite....
6. '&H 33  read rom - single sensor
7. '&H 55  match rom, followed by 64 bits
8. '&H CC  skip rom
9. '&H EC  alarm search  - ongoining alarm >TH <TL
10. '&H BE  read scratchpad
11. '&H 44  convert T
12. '*******************************************************************************
13. '*******************************************************************************
14. Sub Ds18b20_temp_read
15.  
16.    1wreset
17.  1wwrite &HCC
18.  1wwrite &HBE
19.  Ds_t(1) = 1wread(2)
20.  Wait 1
21.    1wreset
22.    1wwrite &HCC
23.    1wwrite &H44
24.   Temp1 = Ds_t(2)                                           '          starszy bajt temperatury
25.     Shift Temp1 , Left , 8                                  'przesun w lewo o 8 miejsc
26.     Temp1 = Temp1 + Ds_t(1)
27.     Shift Temp1 , Right , 4
28.  Print "temp: " ; Temp1
29.  
30. End Sub

Oczywiscie nie obejdzie się bez komunikacji.
Czyli RS485 i zestaw komend.

Code: [Zaznacz cały] [Rozwiń/Zwiń]

1. $nocompile
2. Sub Uart_rx():
3.   Reset Watchdog
4.    Debug "jestem w uar_rx"
5.    Lcount = Split(uart_command , Getcommands(1) , " ")      'This choping coomand after space
6.    Debug Chr(13)
7.    Debug "lcount= " ; Lcount
8.    Debug "uart_command= " ; Uart_command
9.    Debug "Getcommands(1)= " ; Getcommands(1)
10.    Debug "Getcommands(2)= " ; Getcommands(2)
11.    Debug "Getcommands(3)= " ; Getcommands(3)
12.    Debug " ";                                               'command>> az 0 0  'printing proper spaces
13.  
14.    Rs485_adres_temp = Val(getcommands(1))                   'zamien tekst na numer
15.  
16.    Select Case Rs485_adres_temp
17.  
18.       Case Rs485_adres :                                    'komneda 1 case 1, sprawdzenie adresu
19.          Debug "odebrlem poprawnie adres "
20.  
21.  
22.          Select Case Getcommands(2)
23.             Case G2_c_1:                                    'aa
24.                Debug "jestem w command 2, case 1 "
25.                Call Spi_angle_read                          'angle
26.  
27.             Case G2_c_2:                                    'temp
28.                Debug "jestem w command 2, case 2 "          'temp
29.                Call Ds18b20_temp_read
30.  
31.             Case G2_c_3:                                    'cc
32.  
33.                Debug "jestem w command 2, case 3 "          'c
34.           'zrób cos
35.  
36.             Case G2_c_4:                                    'sp =wind speed
37.                Debug "jestem w command 2, case 4 "          '
38.                Print Wind
39.             Case G2_c_5:
40.                Debug "jestem w command 2, case 5 "          ' diag_on
41.                Flagi.2 = 1
42.  
43.             Case G2_c_6:
44.                Debug "jestem w command 2, case 6 "          'diag_off
45.                Flagi.2 = 0
46.             Case G2_c_7:
47.                Debug "jestem w command 2, case 7 "          'rs_term_on
48.                Term_enable = 1
49.  
50.             Case G2_c_8:
51.                Debug "jestem w command 2, case 8 "          'rs_term_off
52.                Term_enable = 0
53.  
54.             Case Reboot:
55.       'zrestartój system
56.                Print
57.                Print "Device will now reboot"
58.                Start Watchdog
59.                Do
60.                Loop
61.  
62.             Case Bootloader:                                'load
63.                Disable Interrupts
64.                Config Watchdog = 16
65.                Start Watchdog
66.                Do
67.                Loop
68.  
69.  
70.             Case Help :                                     '?
71.           'wysietl komendy
72.                Print Chr(10) ; "Ekoder absolutny SP9DR"
73.                Print "Version: " ; Version(2)
74.                Print "RS_485 Adres= " ; Rs485_adres
75.                Print "RS485, 120 Ohm terminacia = ";
76.                If Portc.5 = 1 Then
77.                Print "Wlaczona"
78.                Else
79.                Print "Wylaczona"
80.                End If
81.                Print Chr(10) ; " lista komend: "
82.                Print "a------------Podaj azymut"
83.                Print "t------------Podaj temperature"
84.                Print "c------------Wolne"
85.                Print "s------------Predkosc"
86.                Print "diag_on------Diagnostyka wlacz"       'magnitude diagnostic
87.                Print "diag_off-----Diagnostyka wylacz"
88.                Print "rs_term_on---Terminacja wlacz"
89.                Print "rs_term_off--Terminacja wylacz"
90.                Print "reboot ------Restart systemu"
91.                Print "load---------Aktualizuj oprogramowanie"
92.                Print "?------------Wyswielt liste komend"
93.  
94.             Case Else
95.  
96.       'ponizej NIE USUWAJ TO JEST WAZNE!
97.       'jak komenda nie rozpoznana zrób to
98.                Print Prompt ; " " ; Uart_command ; " " ; Notincommands
99.                Print Prompt
100.                Getcommands(1) = ""
101.                Getcommands(2) = ""
102.                Getcommands(3) = ""
103.  
104.          End Select
105.    'ponizej NIE USUWAJ TO JEST WAZNE!
106.    'jak komenda nei rozpoznana zrób to
107.          Getcommands(1) = ""
108.          Getcommands(2) = ""
109.          Getcommands(3) = ""
110.  
111.       Case Broadcast:                                       '255 broadcast do wszystkich
112.  
113.          'Select Case Getcommands(2)
114. '            Case Reboot:
115. '      'zrestartój system
116. '               Print
117. '               Print "Device will now reboot"
118. '               Start Watchdog
119.  
120. '            Case Help :                                     '?
121. '               Waitms Rs485_adres
122. '               Print "Wind speed board ver: " ; Version(2)
123. '               Print "RS_485 Adres= " ; Rs485_adres
124.  
125.  
126. '            Case Else
127. '                 'Print Prompt ; " " ; Uart_command ; " " ; Notincommands
128. '               'Print Prompt
129. '               Getcommands(1) = ""
130. '               Getcommands(2) = ""
131. '               Getcommands(3) = ""
132. '         End Select
133. '         Getcommands(1) = ""
134. '         Getcommands(2) = ""
135. '         Getcommands(3) = ""
136.  
137.  
138.       Case Else
139.       'ponizej NIE USUWAJ TO JEST WAZNE!
140.          Debug "odebrlem zly adres "
141.          Print Prompt ; " " ; Uart_command ; " " ; Notincommands
142.          'Print Prompt
143.          'Jelsi zly adres wyczysc wszytkie komorki z odebranymi danymi
144.          Getcommands(1) = ""
145.          Getcommands(2) = ""
146.          Getcommands(3) = ""
147.  
148.    End Select
149.    'ponizej NIE USUWAJ TO JEST WAZNE!
150.    'jak komenda nei rozpoznana zrób to
151.    Getcommands(1) = ""
152.    Getcommands(2) = ""
153.    Getcommands(3) = ""
154. End Sub

Część kodu która nie powstała to miganie WS2812B jakoś nie było weny jakim kolorem migać i kiedy.

1.png

2.png

Gotowy twór wyglada tak (tu akurat jako miernik prędkośći wiatru):

3.png

Obudowę, ośkę i łożyskowanie wykonał forumowy kolega Jacek SQ2EER za co mu bardzo dziękuje.
Był to nasz wspólny projekt choć dzieli nas jakieś 2500 kilometrów i cztery kraje.
Z tego co wiem gotowy układ jest zamontowany w obrotnicy do anteny krótkofalarskiej.

[Jacek]

Witam - tak zgadza się jest zamontowany w rotorze - ale jeszcze na ziemi .
pozdrawiam Jacek.