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体验使用 ALI782 和 STM32G071RB 实现的同步灯光效果

智能照明的演进从这里开始

Light Temp Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Light Temp Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

我们的双通道LED驱动器为SCL应用提供了两个独立灯光通道的独立控制,实现了动态颜色调节和个性化灯光体验。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Light Temp Click基于Diodes Incorporated的AL1782,这是一款双通道PWM调光线性LED驱动器。它是一个恒流驱动器,可以同时沉降高达1500mA或每通道高达750mA。它有两个低侧电流沉,允许LED灯带或LED灯泡以共阳拓扑连接,以增加效率和功率优化。请注意,此Click board™上的恒定电流为每通道750mA。AL1782 IC可以在1kHz至40kHz的频率范围内通过PWM信号操作。将占空比小于4ms的PWM信号应用到连接的LED光元件可以调节其光强度。超过4ms的低脉冲宽度将使设备进入低功耗模式(挂起)。通过应用1kHz的PWM频率可以达到的最低光强度为0.1%,而40kHz允许全光强度的最低亮度水平为4%。较高的PWM频率可以减少可见的闪烁,但同时限制了最低光强度水平。AL1782的PWM1和PWM2引脚被路由到mikroBUS™的PWM和CS引脚上,并标记为PW1和PW2。自适应热管理(ATM)方案是AL1782的关键特性之一。它可以通过调整外部电源单元(PSU)的电压来优化功

耗:应用到连接的LED的过量电压将作为热量在AL1782中散发。因此,外部PSU的电压水平应保持在连接的LED的正向电压加上最小电压余量(VF + VLED_REG)以上。ATM通过LEDPG引脚注入电流到AL1782。该电流转换为电压水平,并由Microchip的MCP3221进行采样,MCP3221是一款带有I2C接口的低功耗12位A/D转换器。它的I2C引脚被路由到相应的mikroBUS™ I2C引脚上,允许主机MCU读取LEDPG电压并调整PSU电压。请注意,如果使用没有外部调节的外部PSU,则其电压应保持在上述范围内(根据AL1782数据手册的要求为连接的LED元件的VF + VLEDx_REG)。但是,电压始终应保持在30V以下。AL1782 IC还集成了许多保护功能,以提高可靠性:输出欠压、开路或短路以及热保护。如果这些保护中的任何一个被激活,将在专用引脚FAULTB上报告故障事件。此引脚被路由到mikroBUS™的INT引脚上,并在发生故障事件时断言为低逻辑电平。深度调光功能有助于提高功率

效率。主观感知的光强度与测量的光强度不同。例如,10%的光强度(相对于应用的占空比)被认为是全光强度的32%。深度调光功能有助于节能,提供最佳的光输出。由于AL1782 IC可以在低至一微秒的脉冲宽度下运行并仍具有良好的线性度,因此可以实现深度调光,达到0.1%。Light Temp click设计为使用外部PSU和MCU。当与专用的光温度和颜色传感Click board™(如Spectral click)结合使用时,可以充分发挥Light Temp click的潜力。通过从Spectral click接收有关环境光颜色温度和白平衡的信息,MCU可以生成与所需的CCT调节相关的PWM信号,并将其发送到Light Temp click以调节环境照明颜色。此Click board™仅能使用3.3V逻辑电压电平。在使用具有不同逻辑电压的MCU之前,必须对板执行适当的逻辑电压级转换。此外,它配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Light Temp 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

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
PWM Input 2
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
PWM Input 1
PC8
PWM
Fault Indicator
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Light Temp 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
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Light Temp Click驱动程序的 API。

关键功能:

  • lighttemp_get_interrupt_state - 获取INT引脚状态

  • lighttemp_get_pg_voltage - 获取电压

  • lighttemp_cs_set_state - 启动PW2模块

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 LightTemp Click example
 * 
 * # Description
 * This application controls light intensity of LEDs.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver init and pwm init for all LED's
 * 
 * ## Application Task  
 * This is an example that demonstrates the use of the Light Temp Click board.
 * This example shows the automatic control of the LED light intensity,
 * the first intensity of light is rising and then the intensity of light is falling.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * 
 * ## NOTE
 * In order to control LED2 via PWM, the PWM module should be available at CS pin. 
 * 
 * @author Nikola Peric
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "lighttemp.h"

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

static lighttemp_t lighttemp;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    lighttemp_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 ----" );
    Delay_ms ( 100 );
    
    //  Click initialization.

    lighttemp_cfg_setup( &cfg );
    LIGHTTEMP_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    lighttemp_init( &lighttemp, &cfg );
    
    lighttemp_led1_set_duty_cycle ( &lighttemp, 0.0 );
    lighttemp_led2_set_duty_cycle ( &lighttemp, 0.0 );
    
    log_info( &logger, "---- Application Task ----" );

    Delay_ms ( 500 );
}

void application_task ( void )
{
    static int8_t duty_cnt = 1;
    static int8_t duty_inc = 1;
    float duty = duty_cnt / 10.0;

    lighttemp_led1_set_duty_cycle ( &lighttemp, duty );
    lighttemp_led2_set_duty_cycle ( &lighttemp, duty );
    
    lighttemp_led1_pwm_start( &lighttemp );
    lighttemp_led2_pwm_start( &lighttemp );

    log_printf( &logger, "Duty: %d%%\r\n", ( uint16_t )( duty_cnt * 10 ) );
    Delay_ms ( 500 );
    
    if ( 10 == duty_cnt ) 
    {
        duty_inc = -1;
    }
    else if ( 0 == duty_cnt ) 
    {
        duty_inc = 1;
    }
    duty_cnt += duty_inc;
}

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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