初学者
10 分钟

使用 JSB1523018 和 STM32F103RB 将空气或水流集成到嵌入式项目中

适用于嵌入式系统的紧凑型高精度气/液体控制解决方案

Micro Pump Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 4月 07, 2025

点击板

Micro Pump Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

精准控制气体与液体流动,适用于医疗设备、智能家电和水培系统

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Micro Pump Click 基于 TCSTec 的 JSB1523018,这是一款紧凑而强大的微型泵,适用于多种气流与液体传输应用。该微型水/氧气泵以小巧尺寸提供出色性能,流量高达 80~130mL/min,在 80kPa 压力下稳定运行,特别适合需要稳定气源的场景,如扫地机器人等智能家居设备。该泵支持持续运行,具备低功耗特性,非常适合用于节能设计中,尤其在维持小型水体系统中的氧气水平方面表现优异,可为水生生物提供稳定健康的生存环境。除了消费电子领域,JSB1523018 也广泛应用于关键的医疗与工业设备中。其精准紧凑的设计使其成为 CPAP 呼吸机、雾化

器、便携式呼吸器等医疗设备中的理想选择,这些设备对气流控制要求极高。此外,它同样适用于封闭空间的气流循环、水培系统和小型鱼缸曝气,为气体或液体的传输提供安静可靠的动力。该泵还可用于便携式充气泵,用于小型物体的充气,或用于空气采样设备,满足轻量、低噪声运行需求。Micro Pump Click 上的泵由德州仪器的 DRV8213 有刷直流电机驱动器控制。该驱动器通过 IN1 和 IN2 引脚实现简单控制,兼容标准 PWM 接口,用户可通过脉宽调制信号轻松调整电机的速度与方向。为提升灵活性,板上还配有 GAIN SEL 跳线,可根据所需输出电流范围配置增益

因子,从而优化不同应用中的性能表现。除了基本控制引脚外,板上还使用 IP 引脚以启用 DRV8213 的集成电流调节功能。该功能可限制泵电流至预设最大值,提升效率并实现保护机制。此外,IP 信号还可在驱动和制动/慢衰减状态下为主控 MCU 提供实时电流反馈,增强开发者对泵运行状态的掌控,提高系统整体的安全性与可靠性。此 Click 板支持 3.3V 和 5V 逻辑电平,可通过 VCC SEL 跳线进行选择,确保兼容各种主控 MCU。板卡附带易于使用的函数库和示例代码,可作为后续开发的参考。

Micro Pump Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F103RB 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。

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M3

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

20480

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™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Current Output
PC0
AN
Brushed Driver Control
PC12
RST
ID COMM
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Brushed Driver Control
PC8
PWM
NC
NC
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

Micro Pump Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F103RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE IoT 5 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
Clicker 4 for STM32F4 HA 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

Micro Pump 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 Micro Pump Click 板的使用。它初始化 Click 模块,校准电流测量的零点偏移值,并在不同工作状态下控制电机,同时以毫安(mA)为单位测量并记录输出电流。

关键功能:

  • micropump_cfg_setup - 配置对象初始化函数。

  • micropump_init - 初始化函数。

  • micropump_drive_motor - 控制微型泵电机进入所选工作状态的函数。

  • micropump_calib_offset - 校准零电流偏移值的函数。

  • micropump_get_out_current - 读取输出电流(单位为毫安)的函数。

应用初始化
初始化日志记录器和 Micro Pump Click 驱动器,并执行偏移校准。

应用任务
在 COAST 和 FORWARD 两种电机工作状态间交替切换,并记录每种状态下电机的电流消耗。

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 Micro Pump Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the Micro Pump Click board. It initializes the Click module, 
 * calibrates the offset for accurate current measurements, and then controls the motor in different states 
 * while measuring and logging the output current in milliamps (mA).
 *
 * The demo application is composed of two sections:
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the logger and the Micro Pump Click driver and performs offset calibration.
 *
 * ## Application Task
 * Alternates the motor's operational states between COAST and FORWARD. For each state, it logs the motor's 
 * current consumption.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "micropump.h"

static micropump_t micropump;   /**< Micro Pump Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    micropump_cfg_t micropump_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.
    micropump_cfg_setup( &micropump_cfg );
    MICROPUMP_MAP_MIKROBUS( micropump_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( ADC_ERROR == micropump_init( &micropump, &micropump_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( MICROPUMP_ERROR == micropump_calib_offset ( &micropump ) )
    {
        log_error( &logger, " Offset calibration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float current = 0;
    log_printf( &logger, " Motor state : COAST\r\n" );
    micropump_drive_motor ( &micropump, MICROPUMP_MOTOR_COAST );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    if ( MICROPUMP_OK == micropump_get_out_current ( &micropump, &current ) ) 
    {
        log_printf( &logger, " Current : %.3f mA\r\n\n", current );
    }

    log_printf( &logger, " Motor state : FORWARD\r\n" );
    micropump_drive_motor ( &micropump, MICROPUMP_MOTOR_FORWARD );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    if ( MICROPUMP_OK == micropump_get_out_current ( &micropump, &current ) ) 
    {
        log_printf( &logger, " Current : %.3f mA\r\n\n", current );
    }
}

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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