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使用ACS70331和STM32F446RE实时洞察电流行为

通往可靠电流洞察的路径

Current 4 Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Current 4 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

通过利用我们的电流测量解决方案来实现运营卓越,以跟踪电流变化,使您能够基于数据做出决策,从而提高效率并减少停机时间。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Current 4 Click基于德州仪器的INA250,这是一款带有高精度、低漂移电阻的电流传感放大器,可在很宽的温度范围内提供高精度的测量。INA250在电流通过时测量内部电流感测电阻上产生的电压。集成的2mΩ电流分流电阻具有0.1%的容差和15ppm/°C的低漂移,使最终设备性能更高。该放大器允许在共模电压下进行高精度电流测量,并在很宽的温度范围内提供最大0.84%的误差。Current 4 Click只使用一个引脚与MCU通信,该引脚路由到mikroBUS™插座的AN引脚上。来自

INA250的输出模拟信号被转发到运算放大器的输入,该运算放大器是德州仪器的LMV321低压轨对轨OpAmp,是需要低电压操作的应用中最经济的解决方案。LMV321 OpAmp的输出具有稳定的单位增益,充当缓冲器,以便主机MCU可以通过mikroBUS™插座的AN引脚对INA250的输出电压进行采样。INA250可以配置为通过参考电压级别测量单向和双向电流。对于单向操作,参考引脚应与地连接。当电流增加时,输出信号从此参考电压(或在这种情况下地)向上增加。对于双向电流,

可以使用外部电压源作为参考电压;在这种情况下,Diodes Incorporated的低压降线性稳压器AP7331为INA250提供2.5V的参考供电电压。通过将标记为VREF SEL的SMD跳线器定位到适当的位置,可以选择参考电压级别,选择由AP7331提供的2.5V或GND之间。此Click板可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压级别运行。这样,既支持3.3V又支持5V的MCU可以正确使用通信线路。此外,此Click板配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Current 4 Click hardware overview image
Current 4 Click Current Warning image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F446RE 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 STM32F446RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

131072

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 Signal
PC0
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
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Current 4 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 STM32F446RE 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

软件支持

库描述

该库包含 Current 4 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • current4_read_load_current - 读取负载电流

  • current4_read_an_pin_voltage - 读取AN引脚电压水平功能

  • current4_read_an_pin_value - 读取AN引脚数值功能

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 Current 4 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example showcases the ability of the Current 4 Click board.
 * It configures Host MCU for communication and reads the voltage 
 * of AN pin and calculates current on load output.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of the communication modules(ADC and UART).
 *
 * ## Application Task
 * In span on 500ms reads voltage and calculates the current on load.
 *
 * @author Luka Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "current4.h"

static current4_t current4;   /**< Current 4 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    current4_cfg_t current4_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.
    current4_cfg_setup( &current4_cfg );
    CURRENT4_MAP_MIKROBUS( current4_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( ADC_ERROR == current4_init( &current4, &current4_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

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

void application_task ( void ) 
{
    float current4_load_current = 0;

    if ( ADC_ERROR != current4_read_load_current ( &current4, &current4_load_current ) ) 
    {
        log_printf( &logger, " > Load current : %.2f[A]\r\n", current4_load_current );
        log_printf( &logger, "**********************\r\n" );
    }

    Delay_ms ( 500 );
}

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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