基于精确温度监控的自动化控制,非常适合工业自动化、HVAC 系统以及其他对温度敏感的应用
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硬件概览
它是如何工作的?
Thermostat 6 Click 是一款附加板,设计用于精确的温度监控和外部设备的控制。其核心组件包括一个温度探头连接器,可集成 NTC 热敏电阻或其他 RTD 探头以测量温度变化。探头信号通过 MCP6022 处理,这是一款来自 Microchip 的轨到轨输入/输出运算放大器,确保温度监控的高精度和高可靠性。除了精确的温度测量,该板还配备了一个板载微调器,可在 5°C 到 30°C 之间设置所需的工作温度范围。因此,该板在工业自动化、HVAC 系统和其他温度敏感环境中具有很高的适应性。探头检测实时温度变化,而微调器允许用户定义一个温度阈值。通过将探头的读数与设
置的阈值进行比较,该板可以激活或停用其继电器 AZ9403-1C-5DE SPDT(来自 Zettler),从而基于温度条件实现精确且自动化的外部设备控制。板载微调器设置的温度限值可通过 mikroBUS™ 插座的 AN 引脚作为模拟电压输出进行监控。AZ9403-1C-5DE SPDT 继电器的额定线圈电压为 5VDC,接触电流额定值为 10A,能够控制更强大的外部设备。继电器的 SPDT 配置提供了在常开 (NO) 和常闭 (NC) 位置之间切换的灵活性,其激活由 mikroBUS™ 插座的 RLY 引脚控制。橙色 LED 直观地指示继电器的操作状态,确保清晰的反馈和便捷的监控。运算放大器处理的模拟
温度值由 MCP3221 A/D 转换器直接数字化,从而实现温度的精确数字监控。该 12 位分辨率转换器通过 I2C 兼容接口与主 MCU 通信,为进一步处理提供准确可靠的温度数据。该 Click board™ 可通过 VCC SEL 跳线选择在 3.3V 或 5V 逻辑电平下运行。这样,支持 3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,该 Click board™ 配备了一个库,其中包含易于使用的功能和示例代码,可用作进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32G474R MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno
V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效
和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M4
MCU 内存 (KB)
512
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
128k
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 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器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。
环氧树脂涂层NTC热敏电阻温度传感器GA10K3A1IA,由TE Connectivity制造,是一款可靠且耐用的温度传感解决方案,以其高精度和可靠性能在各种应用中实现精准的热监测而闻名。该传感器具有±0.5%的β值公差,可确保精确的电阻-温度测量。其导线长度为76毫米(2.992英寸),便于轻松集成到各种系统中。传感器在25°C时的电阻为10kΩ,可在-40°C至125°C(-40°F至257°F)的宽广温度范围内高效运行,最高工作温度为125°C(257°F)。传感器的β值为3976K(25/85),为温度敏感应用提供可靠性能。此外,该传感器符合欧盟RoHS和欧盟ELV法规,确保满足现代环境和安全标准。结合精确性、耐用性和合规性,环氧树脂涂层NTC热敏电阻传感器非常适合用于工业温度监测、HVAC系统、汽车应用以及其他需要精确稳定热感测的环境。其环氧树脂涂层提供额外保护,即使在苛刻条件下也能确保持久性能。

镀镍黄铜NTC热敏电阻探头,型号为A1004BT22P0,由TE Connectivity制造,是一款高质量的温度传感解决方案,适用于各种HVAC/R系统和表面感测应用。此探头以其可靠性和精确性而闻名。其镀镍黄铜传感器外壳具有增强的耐久性和抗环境因素能力,非常适合在苛刻条件下使用。该热敏电阻探头配备22 AWG扁平电缆,并带有开放式电气连接,便于集成到各种系统中。导线长度为3048毫米(120英寸),为多样化安装提供了充足的灵活性。探头在25°C时的电阻为10kΩ,在0°C至70°C的温度范围内具有±0.2°C的高精度。其运行温度范围为-40°C至105°C(-40°F至221°F),可在极寒和高温环境中高效运行。热敏电阻的电气特性包括3976K(25/85)的β值,确保了其精确的温度感测能力。该设备符合欧盟RoHS和欧盟ELV标准,体现了其环保设计和严格法规的遵守。凭借其坚固的结构和可靠的性能,这款镀镍黄铜NTC热敏电阻探头是需要精确稳定温度监测的应用的理想选择,特别适用于采暖、通风、空调系统和其他表面温度感测任务。

使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
软件支持
库描述
Thermostat 6 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。
示例描述
本示例演示了如何使用 Thermostat 6 Click 板,通过读取由板载电位器设置的温度阈值以及连接到输入端的 NTC 热敏电阻 10k 圆柱探头(B57500M0103A005)所测的温度,同时显示继电器状态。当设定的温度阈值低于从 NTC 热敏电阻读取的温度时,继电器会开启。
关键功能:
thermostat6_cfg_setup- 配置对象初始化函数。thermostat6_init- 初始化函数。thermostat6_get_adc_v_avg- 读取并平均 ADC 电压的采样值。thermostat6_get_an_pin_v_avg- 读取并平均 AN 引脚电压的采样值。thermostat6_get_temperature- 根据电压输入值及 NTC 热敏电阻 10k 圆柱探头(B57500M0103A005)的 R/T 特性图,计算摄氏温度值。
应用初始化
初始化驱动程序和日志功能。
应用任务
读取板载电位器设定的温度阈值以及 NTC 热敏电阻 10k 圆柱探头(B57500M0103A005)测量的温度,并显示继电器状态。如果设定的温度阈值低于 NTC 读取的温度,则继电器开启。
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 Thermostat 6 Click Example.
*
* # Description
* This example demonstrates the use of Thermostat 6 Click board by reading
* the temperature level set using an on-board potentiometer and the temperature
* from the NTC Thermistor 10k Cylindrical Probe (B57500M0103A005) which is connected
* to the input, and also displaying the relay state. If the set temperature level
* is lower than the temperature read from NTC, then the relay switches ON.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and logger.
*
* ## Application Task
* Reads the temperature level set using an on-board potentiometer and the temperature
* from the NTC Thermistor 10k Cylindrical Probe (B57500M0103A005) connected to the input,
* and displays the relay state. If the set temperature level is lower than the temperature
* read from NTC, then the relay switches ON.
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "thermostat6.h"
static thermostat6_t thermostat6; /**< Thermostat 6 Click driver object. */
static log_t logger; /**< Logger object. */
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
thermostat6_cfg_t thermostat6_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.
thermostat6_cfg_setup( &thermostat6_cfg );
THERMOSTAT6_MAP_MIKROBUS( thermostat6_cfg, MIKROBUS_1 );
err_t init_flag = thermostat6_init( &thermostat6, &thermostat6_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 ( THERMOSTAT6_OK == thermostat6_get_an_pin_v_avg ( &thermostat6, &voltage, THERMOSTAT6_ADC_NUM_SAMPLES_50 ) )
{
log_printf( &logger, " Set temperature : %.2f[degC]\r\n", thermostat6_get_temperature ( voltage ) );
}
if ( THERMOSTAT6_OK == thermostat6_get_adc_v_avg ( &thermostat6, &voltage, THERMOSTAT6_ADC_NUM_SAMPLES_50 ) )
{
log_printf( &logger, " Read temperature : %.2f[degC]\r\n", thermostat6_get_temperature ( voltage ) );
}
if ( thermostat6_get_relay_pin ( &thermostat6 ) )
{
log_printf( &logger, " Set temperature is lower than read temperature! Relay: ON\r\n\n" );
}
else
{
log_printf( &logger, " Set temperature is higher than read temperature! Relay: OFF\r\n\n" );
}
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
类别:温度与湿度


































