中级
30 分钟

使用BME688和MK64FN1M0VDC12实时接收空气质量变化的警报

您的湿度平衡和空气质量卓越的合作伙伴

Environment 3 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 25, 2024

点击板

Environment 3 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

通过使用精确的湿度和空气质量数据来调整环境,打造舒适和健康之间的完美平衡。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Environment 3 Click基于来自Bosch Sensortec的BME688,一种空气质量MEMS传感器,结合了气体、湿度、温度和气压传感。BME688将可靠的高精度传感器与广泛的气体检测和创新的AI功能相结合,使用户能够快速开发各种应用,以改善健康、生活方式和可持续性。它提供了降低的功耗、改进的精度规格和可配置的主机接口,实现最快的数据传输。它覆盖了扩展的操作压力、湿度和温度范围,从300-1100hPa、0-100%RH,以及从-40°C到+85°C,精度为±3%RH和±0.5°C。BME688支持全套操作模式,为优化设备的功耗、分辨率和滤

波器性能提供了广泛的灵活性。此外,它还具有气体扫描功能;它可以在每十亿(ppb)的范围内检测到挥发性有机化合物(VOC)、挥发性硫化物(VSC)和其他气体,如一氧化碳和氢。在标准配置中,检测到VSC的存在被视为例如细菌生长的指标,其中气体扫描器可以根据灵敏度、选择性、数据速率和功耗进行定制。根据上述主要功能,此Click board是室内和室外空气质量测量应用的最佳选择,可以检测可能指示泄漏或火灾的异常气体,早期检测气味和恶臭,以及其他各种与温度和湿度相关的应用。Environment 3 Click允许使用I2C

和SPI接口。可以通过将标记为COMM SEL的SMD跳线放置在适当的位置来进行选择。请注意,所有跳线的位置必须在同一侧,否则Click board™可能会无响应。在选择I2C接口时,BME688允许使用标记为ADDR SEL的SMD跳线选择其I2C从地址的最低有效位(LSB)到适当的位置,标记为0或1。此Click board™只能使用3.3V逻辑电压电平操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板上必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,它配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Environment 3 Click top side image
Environment 3 Click bottom side image

功能概述

开发板

Clicker 2 for Kinetis 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位 ARM Cortex-M4F 微控制器,NXP 半导体公司的 MK64FN1M0VDC12,两个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 JTAG 程序员连接器以及两个 26 针头用于与外部电子设备的接口。其紧凑的设计和清晰、易识别的丝网标记让您能够迅速构建具有独特功能和特性

的小工具。Clicker 2 for Kinetis 开发套件的每个部分 都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 Clicker 2 for Kinetis 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或外部 mikroProg 连接器进行 Kinetis 编程外,Clicker 2 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。它提供了两种供电方式;通过 USB Micro-B 电缆,其中板载电压调节器为板上每个组件提供适当的电压水平,或使用锂聚合物 电池通过板载电池连接器供电。所有 mikroBUS™ 本

身支持的通信方法都在这块板上,包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮和几个用户可配置的按钮及 LED 指示灯。Clicker 2 for Kinetis 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持,得益于大量不同的 Click 板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作的许多方面。

Clicker 2 for Kinetis dimensions image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

NXP

引脚数

121

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PC4
CS
SPI Clock
PC5
SCK
SPI Data OUT
PC7
MISO
SPI Data IN
PC6
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PD8
SCL
I2C Data
PD9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Environment 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Clicker 2 for Kinetis作为您的开发板开始。

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Board mapper by product7 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
Flip&Click PIC32MZ 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 Environment 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • environment3_get_all_data - 此函数从传感器读取温度、湿度、压力和气体阻力数据。

  • environment3_enable_heater - 此函数启用或禁用气体传感器加热器。

  • environment3_soft_reset - 此函数软复位传感器。

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 Environment3 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Environment 3 click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver, sets the default configuration, and disables the gas sensor heater.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the temperature, humidity, pressure, and gas resistance data from the sensor and 
 * displays all values on the USB UART approximately every second.
 *
 * @note
 * The heater is disabled by default, enable it in the Application Init if you need gas resistance data.
 * Gas resistance data is RAW data, if you need VOCs, please contact Bosch Sensortec for VOC calculation library.
 * The temperature and humidity data don't represent the real environmental data when the heater is enabled.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "environment3.h"

static environment3_t environment3;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;                    /**< Logger config object. */
    environment3_cfg_t environment3_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.

    environment3_cfg_setup( &environment3_cfg );
    ENVIRONMENT3_MAP_MIKROBUS( environment3_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = environment3_init( &environment3, &environment3_cfg );
    if ( ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) || ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    if ( ENVIRONMENT3_OK != environment3_default_cfg ( &environment3 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default Config Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    
    environment3_enable_heater ( &environment3, ENVIRONMENT3_DISABLE );
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float temperature, pressure, humidity;
    uint32_t gas_resistance;
    if ( ENVIRONMENT3_OK == environment3_get_all_data ( &environment3, 
                                                        &temperature, 
                                                        &humidity, 
                                                        &pressure, 
                                                        &gas_resistance ) )
    {
        log_printf( &logger, " Temperature : %.2f C\r\n", temperature );
    
        log_printf( &logger, " Humidity : %.2f %%\r\n", humidity );
        
        log_printf( &logger, " Pressure : %.3f mBar\r\n", pressure );
        
        if ( ENVIRONMENT3_ENABLE == environment3.gas_sett.enable )
        {
            log_printf( &logger, " Gas Resistance : %ld Ohms\r\n", gas_resistance );
            log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
        }
        else
        {
            log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
            Delay_ms( 1000 );
        }
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

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

额外支持

资源

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