监测和控制温度,结合灵活的模拟和数字信号处理,非常适合用于 HVAC 系统和工业自动化
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硬件概览
它是如何工作的?
Thermostat 5 Click 是一款扩展板,旨在高效监控温度并控制外部设备。其核心功能包括一个 NTC 连接器,可集成 NTC 热敏电阻以测量温度变化。热敏电阻产生的信号首先由 Microchip 的 MCP6022 轨到轨输入/输出运算放大器处理,该放大器对热敏电阻信号进行放大,确保温度监控的高精度和可靠性。根据所选的信号处理模式,放大的信号将传输到主 MCU 进行进一步分析。Thermostat 5 Click 非常适合需要精确温度监控和响应式外部设备控制的应用,无论是在工业自动化、HVAC 系统还是其他对温度敏感的环境中,都能提供可靠的性能和多样化的集成选项。如前所述,Thermostat 5 Click 的一个关键功能是其双信
号处理能力,用户可以选择模拟或数字输出。这一选择通过板上的 V SEL 跳线实现,跳线决定了信号是以模拟形式还是数字形式进行处理。当跳线设置为 AN 位置时,放大的信号会被路由到 mikroBUS™ 插座的 AN 引脚,供主 MCU 作为模拟输入处理。而当跳线设置为 ADC 时,信号由 MCP3221 A/D 转换器数字化。这款来自 Microchip 的 12 位分辨率转换器提供精确的数字输出,并通过兼容 I2C 的接口传输到主 MCU。该板还包括一个可靠耐用的继电器,用于根据检测到的温度控制外部电阻负载。CIT Relay and Switch 的 J1031C3VDC.15S SPDT 继电器可处理高达 2A 的负载,并具有高灵敏度,确保以最低功耗实
现高效切换。继电器的 SPDT 配置允许在常开 (NO) 和常闭 (NC) 位置之间切换,为连接设备的控制提供了灵活性。继电器的激活通过 mikroBUS™ 插座的 ON 引脚控制,其状态由板上的橙色 LED 直观显示。此设计确保了继电器运行状态的清晰反馈和便捷监控。该 Click 板™ 可在 3.3V 或 5V 逻辑电压下运行,可通过 VCC SEL 跳线选择。这使得支持 3.3V 和 5V 的 MCU 均可正确使用通信线路。此外,该 Click 板™ 配备了一个包含易用功能和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。
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
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 Thermostat 5 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
thermostat5_set_relay- 此功能通过设置 ON (PWM) 引脚的状态来控制继电器。thermostat5_get_temperature- 此功能使用 NTC 热敏电阻读取并计算摄氏度 [degC] 的温度。thermostat5_read_voltage- 此功能为 Thermostat 5 点击板驱动程序设置电压参考值。
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 5 Click Example.
*
* # Description
* This library contains API for the Thermostat 5 Click driver
* for temperature measurement and relay control.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* The initialization of the I2C or ADC module and log UART set the relay to an OFF state.
*
* ## Application Task
* The demo application measures temperature in degrees Celsius.
* If the temperature increases above 30 degrees Celsius,
* the relay will turn ON, otherwise it will turn OFF.
* Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
*
* @note
* For temperature measurement, we used Semitec 103AT-2 NTC Thermistors.
* - Beta parameter: 3435 K
* - Resistance: 10 kOhms
* - Tolerance: 1 %
*
* @author Nenad Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "thermostat5.h"
// Demo temperature limit for relay control
#define THERMOSTAT5_TEMPERATURE_LIMIT 30.0
static thermostat5_t thermostat5; /**< Thermostat 5 Click driver object. */
static log_t logger; /**< Logger object. */
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
thermostat5_cfg_t thermostat5_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.
thermostat5_cfg_setup( &thermostat5_cfg );
THERMOSTAT5_MAP_MIKROBUS( thermostat5_cfg, MIKROBUS_1 );
err_t init_flag = thermostat5_init( &thermostat5, &thermostat5_cfg );
if ( ( ADC_ERROR == init_flag ) || ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
thermostat5_set_relay( &thermostat5, THERMOSTAT5_RELAY_OFF );
log_info( &logger, " Application Task " );
Delay_ms ( 100 );
}
void application_task ( void )
{
float temperature = 0;
if ( THERMOSTAT5_OK == thermostat5_get_temperature( &thermostat5, &temperature ) )
{
log_printf( &logger, " Temperatur : %.2f [degC]\r\n", temperature );
if ( THERMOSTAT5_TEMPERATURE_LIMIT < temperature )
{
thermostat5_set_relay( &thermostat5, THERMOSTAT5_RELAY_ON );
log_printf( &logger, " Relay: ON\r\n" );
}
else
{
thermostat5_set_relay( &thermostat5, THERMOSTAT5_RELAY_OFF );
log_printf( &logger, " Relay: OFF\r\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

































