初学者
10 分钟

使用DRV2605和STM32F446RE提升你的振动体验

振动控制的未来:ERM和LRA的和谐

HAPTIC Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

HAPTIC Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

我们的解决方案旨在提供对ERM和LRA振动马达的精确控制,为企业提供了优化振动体验并满足各种应用需求的工具。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Haptic Click 基于德州仪器的DRV2605,这是一款用于ERM和LRA的触觉驱动器,具有内置库和智能环路架构。它旨在通过共享I2C总线对ERM和LRA执行器提供高度灵活的触觉控制,从而减轻了主机MCU产生PWM驱动信号的负担,并节省了昂贵的定时器中断和硬件引脚。使用ToushSense® 2200软件还消除了设计波形的需要。它包括一个庞大的效果库和音频振动功能,具有实时播放模式,允许主机MCU绕过库播放引擎,并直接通过I2C从主机播放波形。智能环路架构可轻松实

现LRA的自动共振驱动和经过优化反馈的ERM驱动。音频到触觉模式会自动将音频输入信号转换为有意义的触觉效果。HAPTIC CLICK通过标准的I2C 2线接口与主机MCU通信,通过mikroBUS™插座连接。DRV2605的音频输入信号通过3.5mm音频插孔传输。可以通过一对R4和R5跳线选择通道侧(左侧或右侧),默认情况下选择了R5,从而选择正确的通道。当未 焊接PWM SEL跳线时,PWM SEL跳线会关闭PWM触发,从而避免与音频输出的潜在干扰。LRA/ERM螺钉端子

用于连接触觉马达。此外,该Click board™还配备了用于在开发过程中连接测量设备的测试点。这些测试点连接到了朝向LRA/ERM螺钉端子的DRV2605输出。通过PWR SEL跳线,此Click board™可以选择使用3.3V或5V逻辑电压级别。这样,既能够使用3.3V,也能够使用5V逻辑电压级别的MCU可以正确地使用通信线路。此外,该Click board™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

HAPTIC 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

Vibration ERM Motor 9K RPM 3V (VC1026B002F - 旧的 MPN C1026B002F) 是由 Vybronics 设计的一款紧凑型离心旋转质量(ERM)电机。这种类型的电机在其转子上装有一个小的偏心重量,因此在旋转时还会产生振动效果,通常用于许多小型手持设备的触觉反馈。由于其直径为10mm的圆形形状,VC1026B002F通常被称为硬币电机。该振动电机的主要特性是其供电电压,此处为3VDC,最大额定电流为85mA,额定速度为9000RPM,可产生最高的G力/振动能量为0.80GRMS。它还可以使用自粘胶带将其安装在PCB上或产品外壳的内壁上。

HAPTIC 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
PWM Signal
PC8
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

HAPTIC 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

这个库包含 HAPTIC Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • haptic_enable - 启用设备功能的函数。

  • haptic_disable - 禁用设备功能的函数。

  • haptic_set_mode - 将 Haptic click 设置为所需模式的函数。

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 Haptic Click example
 * 
 * # Description
 * This application generate vibrations from the lower frequency range of the audio input.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Configures the click board in Audio-to-Vibe mode.
 * 
 * ## Application Task  
 * An infinite loop.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "haptic.h"

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

static haptic_t haptic;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    haptic_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.

    haptic_cfg_setup( &cfg );
    HAPTIC_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    haptic_init( &haptic, &cfg );

    log_printf( &logger, " Configuring the click board...\r\n" );
    log_printf( &logger, "----------------------- \r\n" );
    
    haptic_enable( &haptic );
    haptic_set_mode( &haptic, HAPTIC_MODE_AUTOCAL );
    haptic_start_motor( &haptic );
    Delay_ms( 500 );

    haptic_set_mode( &haptic, HAPTIC_MODE_AUDIOVIBE );
    haptic_enable_ac_coulping( &haptic );
    haptic_set_input_to_analog( &haptic );
    
    log_printf( &logger, " The click board is configured in Audio-to-Vibe mode...\r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    // Nothing to do here...
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}
// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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