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30 分钟

使用 AH1389 和 STM32F446RE 实现无与伦比的开关控制和可靠性。

用磁性开关:用霍尔开关升级您的控制。

Hall Switch Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Hall Switch Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

提供精确可靠的继电器控制,由磁场激活。它让您能够轻松优化安全系统和工业自动化等应用。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Hall Switch Click基于Diodes Incorporated的AH1389,这是一款超敏感的双输出单极Hall效应开关。该IC利用了霍尔效应 - 一种电流流动,或者说 - 导体电子路径受磁场影响的现象。由于电子路径是弯曲的,所以在这条路径的对面形成了正电荷的积累,并产生了电压。如果将电压表连接到垂直于电流路径和磁场的路径上,将检测到电压。 AH1389具有检测磁场的北极和南极的能力。来自南极磁铁的磁场将将输出2拉到低(活动)状态,而来自北极磁铁的磁场将将输出1拉到低(活动)状态。该IC具有用于信号调理

的几个部分。它还提供了输出激活的滞后,以避免不稳定的触发。激活输出的磁场强度约为±25 G,而±20 G以下的磁场强度将使输出停用,产生典型的5 G的滞后。正负号与磁铁极(北极具有负号前缀)有关。AH1389 IC的输出被路由到运算放大器,它们作为反相比较器工作。当AH1389 IC的输出被激活 - 拉到低电压级时,比较器的输出将被设置为5V。这将导致BJT的偏置,允许电流通过继电器线圈,从而形成关闭继电器触点所需的磁场。继电器线圈上的肖特基二极管防止反向反冲电压,这是由于线圈的惰性性

质形成的。通过红色和蓝色LED指示继电器线圈的激活。 AH1389 IC的两个输出也被路由到mikroBUS引脚:北极输出(1)被路由到CS引脚,南极输出(2)被路由到mikroBUS™的INT引脚,以便 MCU 可以监控 IC 的状态。当负载连接或断开继电器输出触点时,使用两个过压保护器来防止电压峰值。输出触点进一步路由到螺钉端子,允许最多10A的电流。但是,继电器允许最多5A的250V交流/30V直流,因此连接的负载不应超过这些功率额定值。

Hall Switch Click  hardware overview 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

NC
NC
AN
NC
NC
RST
North Pole Magnet Detection
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
South Pole Magnet Detection
PC14
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

Hall Switch 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
Nucleo-64 with STM32XXX MCU Access MB 1 Mini B Conn - upright/background 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 Hall Switch Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • hallswitch_set_npole - 用于打开和关闭 N 极的函数

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 Hall Switch Click example
 * 
 * # Description
 * The application sets sensor magnetic pole
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes Driver init and turn OFF S-pole and N-pole
 * 
 * ## Application Task  
 * Turns S and N on and off every 500 ms
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hallswitch.h"

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

static hallswitch_t hallswitch;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    hallswitch_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.

    hallswitch_cfg_setup( &cfg );
    HALLSWITCH_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    hallswitch_init( &hallswitch, &cfg );

    hallswitch_set_npole( &hallswitch, HALLSWITCH_POLE_NO_ACTIVE );
    hallswitch_set_spole( &hallswitch, HALLSWITCH_POLE_NO_ACTIVE );
}

void application_task()
{
    hallswitch_set_npole( &hallswitch, HALLSWITCH_POLE_ACTIVE );
    Delay_ms ( 500 );
    hallswitch_set_spole( &hallswitch, HALLSWITCH_POLE_ACTIVE );
    Delay_ms ( 500 );
    hallswitch_set_npole( &hallswitch, HALLSWITCH_POLE_NO_ACTIVE );
    Delay_ms ( 500 );
    hallswitch_set_spole( &hallswitch, HALLSWITCH_POLE_NO_ACTIVE );
    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
/*!
 * \file 
 * \brief Hall Switch Click example
 * 
 * # Description
 * The application sets sensor magnetic pole
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes Driver init and turn OFF S-pole and N-pole
 * 
 * ## Application Task  
 * Turns S and N on and off every 500 ms
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hallswitch.h"

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

static hallswitch_t hallswitch;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    hallswitch_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.

    hallswitch_cfg_setup( &cfg );
    HALLSWITCH_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    hallswitch_init( &hallswitch, &cfg );

    hallswitch_set_npole( &hallswitch, HALLSWITCH_POLE_NO_ACTIVE );
    hallswitch_set_spole( &hallswitch, HALLSWITCH_POLE_NO_ACTIVE );
}

void application_task()
{
    hallswitch_set_npole( &hallswitch, HALLSWITCH_POLE_ACTIVE );
    Delay_ms ( 500 );
    hallswitch_set_spole( &hallswitch, HALLSWITCH_POLE_ACTIVE );
    Delay_ms ( 500 );
    hallswitch_set_npole( &hallswitch, HALLSWITCH_POLE_NO_ACTIVE );
    Delay_ms ( 500 );
    hallswitch_set_spole( &hallswitch, HALLSWITCH_POLE_NO_ACTIVE );
    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

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