初学者
10 分钟

使用PD-V12和STM32F410RB改变您与空间互动的方式

多普勒的乐趣:每一个动作都很重要

Microwave 4 Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Microwave 4 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

借助多普勒效应的魔力,体验一个无缝、响应迅速的环境,它会根据你的每一个动作进行调整。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Microwave 4 Click基于PD-V12,这是宁波普迪路克斯电子科技公司生产的微型高频微波收发器。这个运动传感器是一个K波段双态多普勒收发器模块。它封装在金属罐中,具有内置谐振振荡器(CRO),提供稳定的运行,因为它提高了其前端信号接收能力并减少了其侧瞄盲区。Microwave 4 Click检测传感器视野内从移动物体反射的发射和接收信号之间的频率偏移。最大辐射功率(EIRP)发射小于3mW,符合FCC和CE规定。各向同性消声室内输出端口处的噪声电压在10Hz到100Hz范围内测量。接收信号强度

(RSS)在总路径损耗70dB时测量。该模块使用两个天线(用于RX和TX),最大增益为0dBi,并设计成以使其可以在距用户或附近人员小于20厘米的位置操作。产生的低电平输出经MCP6022放大,这是Microchip公司的一款轨至轨输入/输出10MHz运算放大器。放大输出经过ADC SEL跳线,允许您通过mikroBUS™插座的模拟引脚或Microchip公司的低功耗12位A/D转换器MCP3221读取数据。默认情况下,跳线设置为模拟引脚。如果选择ADC选项,则可以在I2C快速模式下计数最高达22.3ksps。正如前

面提到的,Microwave 4 Click使用mikroBUS™插座的模拟AN引脚或MCP3221的标准2线I2C接口与主机MCU通信。ADC的I2C支持标准(100KHz)和快速(400KHz)模式。根据主机MCU的ADC,板载的12位ADC可能是更好的选择。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平。这样,既能使3.3V也能使5V能力的MCU正确使用通信线路。此外,此Click板™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Microwave 4 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

Analog Output
PC0
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
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

Microwave 4 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
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

软件支持

库描述

该库包含 Microwave 4 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • microwave4_read_raw_adc - 微波4读取原始ADC值函数。

  • microwave4_read_voltage - 微波4读取电压水平函数。

  • microwave4_set_vref - 微波4设置Vref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 main.c
 * @brief Microwave 4 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the Microwave 4 Click board™ 
 * by reading and displaying the results of AD conversion and motion detection.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * The initialization of I2C or ADC module and log UART.
 * After driver initialization, the app calculates the reference ADC value.
 *
 * ## Application Task
 * The demo application reads the ADC results, takes an ADC sample, 
 * compares the difference between the taken samples and the ADC reference value, 
 * and reports the movement if the difference is higher/lower than the selected threshold value.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 * 
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "microwave4.h"

#define MICROWAVE4_THRESHOLD    0.5f
#define MICROWAVE4_FLAG_CLEAR   0
#define MICROWAVE4_FLAG_SET     1

static microwave4_t microwave4;   /**< Microwave 4 Click driver object. */
static log_t logger;              /**< Logger object. */
static float reference = 0; 
static float voltage = 0;
static uint8_t flag = MICROWAVE4_FLAG_CLEAR;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    microwave4_cfg_t microwave4_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.
    microwave4_cfg_setup( &microwave4_cfg );
    MICROWAVE4_MAP_MIKROBUS( microwave4_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = microwave4_init( &microwave4, &microwave4_cfg );
    if ( ( ADC_ERROR == init_flag ) || ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_printf( &logger, " Calibrating the sensor...\r\n" );
    log_printf( &logger, " There must be no movement near the sensor!\r\n" );
    log_printf( &logger, "----------------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    if ( MICROWAVE4_OK == microwave4_read_voltage( &microwave4, &reference ) )
    {
        log_printf( &logger, " The sensor has been calibrated!\r\n" );
        log_printf( &logger, "  Detector AN Voltage : %.3f[V]\r\n", reference );
        log_printf( &logger, "----------------------------------\r\n" );
        Delay_ms ( 100 );
    }
    else
    {
        log_error( &logger, " Communication error." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_printf( &logger, "The motion detector unit is ready.\r\n" );
    log_printf( &logger, "----------------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 100 );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    if ( MICROWAVE4_OK == microwave4_read_voltage( &microwave4, &voltage ) )
    {
        if ( ( ( voltage + MICROWAVE4_THRESHOLD ) < reference ) || 
             ( ( voltage - MICROWAVE4_THRESHOLD ) > reference ) )
        {
            if ( MICROWAVE4_FLAG_SET == flag )
            {
                log_printf( &logger, " Motion detected!\r\n" );
                log_printf( &logger, " Detector AN Voltage : %.3f[V]\r\n", voltage );
                log_printf( &logger, "----------------------------------\r\n" );
                flag = MICROWAVE4_FLAG_CLEAR;
                Delay_ms ( 100 );
            }
        }
        else
        {
            flag = MICROWAVE4_FLAG_SET;
        }
    }
}

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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