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使用ICP-10100和STM32G071RB提升您的高度测量

飞向新高度

Altitude 3 Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Altitude 3 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

相信我们的高度测量解决方案,解锁天空的秘密,并做出明智的决策,无论您是研究人员还是户外爱好者。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Altitude 3 Click基于TDK公司的ICP-10100,这是一款高精度、低功耗、防水的气压和温度传感器。该传感器采用超低噪声MEMS(微型电子机械系统)电容技术制造,针对精确的高度测量进行了优化。它可以以±1 Pa的精度检测压力差异,这相当于高度分辨率小于10厘米。这使得该传感器在无人机应用开发中非常实用,可以让其悬停在固定的高度,或者用作稳定控制。此外,该传感器的温度偏移非常低,仅为±0.5 Pa/°C,在25°C至45°C范围内。每个传感器IC都经过工厂校准,并将校准参数存储在OTP存储器中。要将读数转换为温度和压力值,需要使用这些系数。ICP-10100的数据手册提供了这些计算

的公式。但是,Altitude 3 Click附带了一个包含这些计算的函数的库,这大大加速了应用程序的开发。ICP-10100传感器封装在防水外壳中,允许其在1.5米深的水下使用30分钟。然而,由于Click board™本身不防水,传感器仍然具有很好的抗增湿和防潮性能。ICP-10100传感器在0°C至45°C,95 kPa至105 kPa范围内的正常压力和温度条件下提供最佳性能。ICP-10100可以在四种不同模式下运行,允许根据特定要求定制其性能。这些模式允许在高精度、低噪声、输出速度和功耗之间进行权衡。这些模式包括低功耗模式(LP)、正常模式(N)、低噪声模式(LN)和超低噪声模式(ULN)。ICP-

10100的数据手册包含一张表,显示了每种模式的转换时间、电流消耗和压力测量噪声,从而允许选择最佳模式。该Click board™使用I2C协议与主机MCU通信。它包含每条I2C线路的两个上拉电阻。ICP-10100仅以1.8V运行。为了提供这个电压,必须使用额外的IC。BH18PB1WHFVCT是一个小型LDO稳压器,为ICP-10100提供所需的电压。但是,压力传感器IC的两条I2C线路都被拉到了3.3V的电源轨上,允许它由大多数通常使用3.3V逻辑电压电平的MCU控制。请注意,该Click board™仅支持3.3V的MCU,并且不打算使用没有适当的电平转换电路的5V MCU控制。

Altitude 3 Click top side image
Altitude 3 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G071RB 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 STM32G071RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

36864

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

NC
NC
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Altitude 3 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 STM32G071RB 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

该库包含用于Altitude 3 Click驱动程序的API。

关键功能:

  • altitude3_soft_reset - 函数发送一个命令来执行设备的软件复位。

  • altitude3_read_adc_results - 函数读取AD转换的结果,结果包括16位温度和24位压力数据,按确定的顺序排列。

  • altitude3_get_data - 函数执行一次校准数据读取,然后读取温度和压力数据,并将这些值计算为标准单位。

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 Altitude3 Click example
 * 
 * # Description
 * This application enables high-resolution barometric pressure measurement.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes I2C interface and performs a SW Reset of the device.
 * 
 * ## Application Task  
 * Selects the desired measurement mode and data reading order, and after that
 * calculates the temperature, pressure and altitude data to standard units and shows results to uart terminal.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "altitude3.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static altitude3_t altitude3;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    altitude3_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.

    altitude3_cfg_setup( &cfg );
    ALTITUDE3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    altitude3_init( &altitude3, &cfg );

    altitude3_default_cfg ( &altitude3 );

    log_printf( &logger, "** Altitude 3 Click is initialized **\r\n\r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t response;

    response = altitude3_measurement_mode( &altitude3, ALTITUDE3_NORMAL_T_FIRST );

    Delay_ms ( 100 );

    response = altitude3_get_data( &altitude3, response );
    
    if ( response != ALTITUDE3_ERROR )
    {
        log_printf( &logger, "Temperature is : %d C\r\n", ( int16_t ) altitude3.sens_data.temperature );
       
        log_printf( &logger, "Pressure is : %u  mbar[hPa]\r\n", ( uint16_t ) altitude3.sens_data.pressure );
    
        log_printf( &logger, "Altitude is : %d m\r\n\r\n", ( int16_t ) altitude3.sens_data.altitude );

        Delay_ms ( 400 );
    }
}

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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