我们的尖端空气质量监测器在城市规划中至关重要,为城市官员提供了必要的数据,以制定优先考虑公民福祉的政策。
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硬件概览
它是如何工作的?
Air Quality 3 Click基于CCS811,这是一款来自ScioSense的用于监测室内空气质量(IAQ)的先进超低功耗数字气体传感器。该芯片由模拟部分和数字部分组成。模拟部分包括基于ScioSense独特微型热板技术的MOX气体传感器,该技术能够实现高可靠性、快速循环时间和低功耗。数字部分包括嵌入式微控制器(MCU)和模数转换器(ADC)。CCS811传感器芯片采用先进的算法计算原始传感器数据,并输出等效的CO2和TVOC值。它利用内部MCU来完成这一过程,减少了对主机MCU的负载。由于MOX传感器的特性,CCS811的灵敏度会随时间变化,特别是在早期使用阶段。在前48小时内,内部传感器电阻会发生最大的变化。因此,为了确保该传感器的正常运行,必须在其生命周期的不同阶段对其进行校准。
由于这一步骤对于获得准确的IAQ结果至关重要,强烈建议仔细研究CCS811的数据表。该Click板通过I2C总线与主机MCU通信。CCS811 IC的SCL和SDA引脚被引出到相应的mikroBUS™引脚,从而可以轻松安全地与开发系统连接。另一个引脚与I2C通信一起使用,它不是标准I2C总线的一部分:#WAKE引脚在进行通信之前必须设置为低逻辑电平。此引脚被引出到mikroBUS™的CS引脚。I2C总线线路配有上拉电阻,因此一旦Click板安装到mikroBUS™上,即可建立通信。I2C地址的最低有效位被引出到CCS811 IC的外部引脚,并且可以设置为高电平或低电平。这可以通过标记为ADDR的板载SMD跳线进行。当在同一I2C总线上使用多个设备时,这是有用的。#RESET引脚用于复位设备,必须将其拉低至少20μs。它由板载电
阻拉高至高逻辑电平,并通过电容器过滤,以防止设备的随机复位。CCS811传感器IC的#RESET引脚被引出到mikroBUS RST引脚。#INT引脚允许使用另一个强大的Air Quality 3 Click功能 - 可编程中断请求。当通过I2C准备好读取数据时,此引脚可以被拉低到低电平。还可以根据所设置的阈值和滞后值,在eCO2测量数据超过程序化阈值时驱动它。这对于制作早期CO2警报系统非常有用。通常情况下,中断可以避免MCU的常量轮询,从而节省资源和能源。CCS811传感器IC的#INT引脚被引出到mikroBUS INT引脚。这个Click板只能使用3.3V逻辑电压级别。在使用具有不同逻辑电压级别的MCU之前,必须对板进行适当的逻辑电压级别转换。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。
功能概述
开发板
Nucleo-64搭载STM32L073RZ MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO®
Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,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。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用
连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M0
MCU 内存 (KB)
192
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™。
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
此库包含 Air Quality 3 Click 驱动程序的 API。
关键函数:
airquality3_get_co2_and_tvoc
- 获取 CO2 和 TVOC 数据。airquality3_set_environment_data
- 设置温度和湿度数据。airquality3_set_measurement_mode
- 设置传感器驱动模式和中断。
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
* \brief AirQuality3 Click example
*
* # Description
* The demo application shows air quality measurement.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Configuring clicks and log objects.
* Settings the click in the default configuration.
* Call the procedure the wakeup function of the chip.
*
* ## Application Task
* Reads CO2 and TVOC value in the air and logs this data on the USBUART.
*
* \author Katarina Perendic
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "airquality3.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static airquality3_t airquality3;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
airquality3_cfg_t cfg;
/**
* 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.
airquality3_cfg_setup( &cfg );
AIRQUALITY3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
airquality3_init( &airquality3, &cfg );
// Wake-up click procedure
airquality3_set_power( &airquality3, AIRQUALITY3_POWER_STATE_ON );
airquality3_hardware_reset( &airquality3 );
airquality3_app_function( &airquality3, AIRQUALITY3_APP_START );
airquality3_default_cfg( &airquality3 );
Delay_ms( 500 );
log_info( &logger, "---- Start measurement ----" );
}
void application_task ( void )
{
airquality3_air_data_t air_data;
// Task implementation.
airquality3_get_co2_and_tvoc ( &airquality3, &air_data );
log_printf( &logger, "\r\n---- AirQuality data ----\r\n" );
log_printf( &logger, ">> CO2 data is %d ppm.\r\n", air_data.co2 );
log_printf( &logger, ">> TVOC data is %d ppb.\r\n", air_data.tvoc );
Delay_1sec( );
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END