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使用 DA7282 和 STM32G071RB 将您的感官提升到新的水平

体验前所未有的触觉反馈!

Haptic 3 Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Haptic 3 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

触觉驱动器让您的数字世界栩栩如生,带来逼真的触觉反馈!

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Haptic 3 Click 基于 DA7282,这是一款能够驱动 LRA 和 ERM 执行器的触觉驱动器,由 Dialog Semiconductor 提供。其功率优化架构和先进的闭环数字算法实现了高保真触觉驱动。DA7282 具有板载波形存储器内的频率控制和三个用于触发多达六个特定序列的通用输入,这有助于在许多应用中模拟按钮按下。该设备根据通过 I2C 接口选择的序列控制驱动电平,并感应执行器的运动。驱动波形由使用高频 PWM 调制的电流调节环路生成。差分输出驱动采用切换调节器架构,负载上的 H 桥差分驱动频率为 187.5kHz。DA7282 在驱动过程中还可以执行闭环执行器监控,以实现免校准播放、频率跟踪(仅限 LRA)、主动加速、快速停止和执

行器诊断。共振频率跟踪可以在驱动 LRA 时启用,通过闭环控制跟踪执行器的机械共振,也可以禁用共振频率跟踪,使 DA7282 在驱动具有更宽带频率响应的 LRA 时以开环宽带频率操作。此外,主动加速和快速停止功能使能自动驱动 ERM 和 LRA 负载(启用频率跟踪时),从而减少达到目标加速度水平和执行器完全停止所需的时间。虽然它可以使用 mikroBUS™ 电源轨进行常规电源供电,但其数字部分需要 1.8V 的电压才能正常工作。因此,一个小型调节 LDO BH18PB1WHFV 从 5V 和 3.3V mikroBUS™ 电源轨提供 1.8V 输出,并通过 mikroBUS™ 插座的 EN 引脚提供启用功能,提供开关操作以开启/关闭电源传输到连接的负载。

Haptic 3 Click 使用标准 I2C 双线接口与 MCU 通信,最大时钟频率为 400kHz。由于通信传感器需要 1.8V 的逻辑电平,因此该 Click 板™ 还具有 PCA9306 电压电平转换器。I2C 接口总线线路路由到电压电平转换器,使该 Click 板™ 能够与 3.3V 和 5V MCU 正常工作。此外,当发生不同故障条件时,它使用中断引脚路由到 mikroBUS™ 插座的 IRQ 引脚以提醒 MCU。该 Click 板™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 逻辑电压电平工作。这样,3.3V 和 5V 功能 MCU 都可以正确使用通信线。然而,Click 板™ 配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。

Haptic 3 Click hardware overview 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

Vibration ERM Motor 9K RPM 3V(VC1026B002F - 旧型号 C1026B002F)是由 Vybronics 设计的一款小型偏心旋转质量(ERM)电机。此类电机在其转子上包含一个小偏心重块,因此在旋转时还会产生振动效果,常用于许多小型手持设备的触觉反馈。 由于其直径为10毫米的圆形结构,VC1026B002F通常被称为硬币电机。 该振动电机的主要特性是其电源电压,在本例中为3VDC,最大额定电流为85mA,额定速度为9000RPM,产生最高的G力/振动能量为0.80GRMS。 它还可以使用自粘带将其安装在您的PCB或产品外壳的内壁上。

Haptic 3 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
Enable
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PC14
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

Haptic 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
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 Haptic 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • haptic3_set_vibration_level - 该功能设置电机的振动级别。

  • haptic3_get_vibration_level - 该功能读取电机的振动级别。

  • haptic3_write_register - 该功能使用 I2C 串行接口将所需数据写入所选寄存器。

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 HAPTIC3 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of HAPTIC 3 click board by controlling
 * the attached motor vibration level.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Changes the motor vibration level every 2 seconds from MAX to MIN, 
 * and displays the currently set level on the USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "haptic3.h"

static haptic3_t haptic3;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    haptic3_cfg_t haptic3_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.
    haptic3_cfg_setup( &haptic3_cfg );
    HAPTIC3_MAP_MIKROBUS( haptic3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == haptic3_init( &haptic3, &haptic3_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( HAPTIC3_ERROR == haptic3_default_cfg ( &haptic3 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float vibration_level;
    if ( HAPTIC3_OK == haptic3_set_vibration_level ( &haptic3, HAPTIC3_VIBRATION_LEVEL_MAX ) )
    {
        if ( HAPTIC3_OK == haptic3_get_vibration_level ( &haptic3, &vibration_level ) )
        {
            log_printf( &logger, " Vibration level: %.3f \r\n\n", vibration_level );
        }
    }
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    if ( HAPTIC3_OK == haptic3_set_vibration_level ( &haptic3, HAPTIC3_VIBRATION_LEVEL_MIN ) )
    {
        if ( HAPTIC3_OK == haptic3_get_vibration_level ( &haptic3, &vibration_level ) )
        {
            log_printf( &logger, " Vibration level: %.3f \r\n\n", vibration_level );
        }
    }
    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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