初学者
10 分钟

使用TMP235和STM32F410RB掌握温度控制

保持理想温度

Heater Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Heater Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

使用我们这款无价工具,控制您的指定温度范围,适用于具有关键热要求的项目和产品。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Heater Click基于德州仪器的TMP235板载温度传感器。它设计用于PCB加热概念测试,是控制保持在指定温度范围内的重要工具。Heater Click的工作原理是焦耳加热,也称为电阻加热,通过导体通过电流产生热量。每单位时间耗散的能量等于通过电阻的电流乘以电位差。Heater Click允许PCB温度调节和监控,因为它在PCB的顶层嵌入了跟踪电阻。电阻由1盎司厚的铜制成,图案为0.1毫米宽的1950毫米长的轨道,在25摄氏度下约为10欧姆电阻。通过板载VIN SEL跳线,可以选择从

mikroBUS提供的5V电源或通过端子块VIN从外部电源提供的任何其他电压。使用mikroBUS PWM引脚可以调节功率耗散,从而控制温度。Heater Click通过在嵌入式电阻和点击板的其余部分及组件之间留有PCB间隙,最小化温度扩散,从而更容易加热热区并保持其在精确温度,而不会影响其他组件。LED连接到LD1和LD2 GPIO引脚,可以用于例如向用户发出温度正在上升或已达到的信号,或任何其他用户定义的信号。由于加热器中的温度升高是其电阻和电压的函数,因此不必总是从头开始设计加热

器。只要能够施加特定电压,就可以实现所需的温度,并通过I2C进行监控。温度通过TMP235精密CMOS集成电路线性模拟温度传感器监控,输出电压与温度成正比。TMP235器件在整个-40°C到+150°C温度范围内提供10 mV/°C的正斜率输出。使用MCP3221 12位ADC,可以通过I2C读取温度传感器的输出电压。MCP3221的通信使用兼容I2C的两线接口进行。该设备支持标准(100 kHz)和快速(400 kHz)I2C模式。

Heater Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F410RB 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 STM32C031C6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32768

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
Red LED
PC12
RST
Blue LED
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

Heater 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 STM32F410RB 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

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 Heater Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • heater_read_data - 此功能将数据写入所需寄存器。

  • heater_read_mv - 读取以毫伏(mV)为单位的数据。

  • heater_read_temp - 读取以摄氏度(C)为单位的数据。

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 heater Click example
 * 
 * # Description
 *  The devices resolution depends on settings applied.
 *  User should consult the datasheet and choose resolution value 
 *  that corresponds to the settings applied.
 * 
 * ## Application Init 
 *  Initialization of PWM module and start heating up
 * 
 *  ## Application Task  
 *  Durning the task device is heating up to 50 degree C and then
 *   cooling down to 40 degree C
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "heater.h"

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

static heater_t heater;
static log_t logger;

static float temp_read;
static uint8_t status_dev;
static float duty_cycle_heating = 0.5;
static float duty_cycle_cooling = 0.0;
const float HOT_TEMP = 50.0;
const float COOL_TEMP = 40.0;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    heater_cfg_t cfg;
    heater_config_t cfg1;

    /** 
     * 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.

    heater_cfg_setup( &cfg, &cfg1 );
    HEATER_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    heater_init( &heater, &cfg, &cfg1 );

    
    heater_set_duty_cycle( &heater, duty_cycle_heating );
    heater_pwm_start( &heater );
    log_printf( &logger, " ***** APP INIT ***** \r\n" );
    Delay_ms ( 500 );
}

void application_task ( void )
{
    temp_read = heater_read_temp( &heater );
    
    if ( temp_read > HOT_TEMP )
    {
        heater_set_duty_cycle( &heater, duty_cycle_cooling );
        heater_set_led1_status( &heater, HEATER_LED_OFF );
        heater_set_led2_status( &heater, HEATER_LED_ON );
        log_printf( &logger,  " - Cooling off -\r\n" );
    }
    else if ( temp_read < COOL_TEMP )
    {
        heater_set_duty_cycle( &heater, duty_cycle_heating );
        heater_set_led1_status( &heater, HEATER_LED_ON );
        heater_set_led2_status( &heater, HEATER_LED_OFF );
        log_printf( &logger,  " - Heating up -\r\n" );
    }

    log_printf( &logger,  " - Temperature: %.2f degC\r\n", temp_read );
    
    log_printf( &logger, "***************\r\n" );

    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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