中级
30 分钟

使用ACHS-7194和STM32L073RZ实现电流波动的持续洞察

提高准确性

Hall Current 10 Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 6月 26, 2024

点击板

Hall Current 10 Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

通过利用我们的霍尔效应电流传感解决方案,最大限度地延长设备的寿命,该解决方案有助于识别过载条件并防止潜在的损坏。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Hall Current 10 Click基于Broadcom Limited的ACHS-7194,这是一款霍尔效应电流传感器,它发送与通过主输入导体的电流引起的磁场强度成正比的模拟电压。在没有磁场的情况下,输出电压为供电电压的一半。ACHS-7194可以检测直流和交流,设计用于±40A的电流范围。通过将磁信号与霍尔传感器的近距离接触,优化了设备在操作环境温度下的准确性。铜导体的厚度使得设备能够在高过电流条件下生存。导电路径的端子与信号引线电气隔离。这个特性使得

ACHS-7194能够在不需要光耦或其他昂贵的隔离技术的应用中使用。ACHS-7194还具有比率输出,它与供电电压成比例地变化。类似于这样,输出电压,模拟信号,可以使用Microchip的MCP3221转换为数字值,MCP3221是一款具有12位分辨率的逐次逼近A/D转换器,使用2线I2C兼容接口,或者可以直接发送到标记为AN的mikroBUS™插座的模拟引脚。选择可以通过标记为ADC SEL的板上SMD跳线到适当的位置标记为AN和I2C来执行。使用

MCP3221,在标准模式下以最高100kbit/s的速率传输数据,在快速模式下以最高400kbit/s的速率传输数据。此外,在连续转换模式下,MCP3221可以以最大22.3kSPS的样本速率与400kHz的时钟速率进行可能的转换。这个Click板™可以通过VIO SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平进行操作。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,这个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。

Hall Current 10 Click hardware overview image
Hall Current 10 Click Current Warning image

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。

Nucleo 64 with STM32L073RZ MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

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™。

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
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Hall Current 10 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 STM32L073RZ 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 Hall Current 10 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • hallcurrent10_read_adc - Hall Current 10 I2C ADC读取功能

  • hallcurrent10_get_adc_voltage - Hall Current 10获取ADC电压功能

  • hallcurrent10_get_current - Hall Current 10获取电流功能

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 HallCurrent10 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for Hall Current 10 Click driver.
 * The demo application reads ADC value, ADC voltage and current value.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes I2C driver and log UART.
 * After driver initialization the app set default settings.
 *
 * ## Application Task
 * This is an example that demonstrates the use of the Hall Current 10 Click board™.
 * In this example, we read and display the ADC values and current ( mA ) data.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hallcurrent10.h"

static hallcurrent10_t hallcurrent10;
static log_t logger;
static uint16_t adc_data;
static float current;
static float adc_voltage;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;                      /**< Logger config object. */
    hallcurrent10_cfg_t hallcurrent10_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.
    hallcurrent10_cfg_setup( &hallcurrent10_cfg );
    HALLCURRENT10_MAP_MIKROBUS( hallcurrent10_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == hallcurrent10_init( &hallcurrent10, &hallcurrent10_cfg ) ) 
    {
        log_info( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void ) 
{
    hallcurrent10_read_adc( &hallcurrent10, &adc_data );
    log_printf( &logger, " ADC Value   : %d \r\n", adc_data );
    Delay_ms ( 100 );
    
    hallcurrent10_get_adc_voltage( &hallcurrent10, &adc_voltage );
    log_printf( &logger, " ADC Voltage : %.2f mV \r\n", adc_voltage );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - -  - -\r\n" );
    Delay_ms ( 100 );
    
    hallcurrent10_get_current ( &hallcurrent10, &current );
    log_printf( &logger, " Current     : %.2f mA \r\n", current );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    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

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