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30 分钟

使用 EKMC1603111 和 STM32L073RZ 实现多功能的运动检测以满足多样需求

红外智能:热电运动为您服务!

Motion 4 Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 6月 24, 2024

点击板

Motion 4 Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

我们的目的是通过PIR运动传感器为家庭和企业提供无与伦比的便利和效率,创造智能且响应迅速的环境,以无缝适应居住者的需求。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Motion 4 Click 基于Panasonic的EKMC1603111,这是一款用于人体运动检测的PIR运动传感器。该PIR传感器可以检测到红外辐射量的变化,这取决于传感器前方物体的温度和表面特征。在环境温度为25°C且温差超过4°C的情况下,EKMC1603111的检测性能可达12米。具有92个检测区的角度检测区域在水平方向上为102°(±51°)和垂直方向上为92°(±46°)。PIR传感器的输出被馈送到缓冲区,然后是光继电器,允许用户直接控制与传感器和MCU电子设备如灯、

马达、门等的电隔离。TLP241A光继电器能够有效替代传统使用的机械继电器,带来一整套继承的优点:由于没有会磨损的活动部件,循环次数几乎是无限的,输出触点上没有跳动效应,对机械冲击和环境影响的高抵抗力,激活所需的低电流,恒定的电阻,因为触点上不会积碳和生锈,没有操作时产生的火花或电弧,紧凑的尺寸,更高的绝缘电压等。当一个物体,例如人,经过背景(例如墙壁)前面时,传感器视野中的那一点的温度会从室温上升到体温,然后再回落。传

感器将进入的红外辐射变化转换为输出电压的变化,从而触发检测。具有相似温度但表面特征不同的物体也可能具有不同的红外发射模式,因此相对于背景移动它们也可能触发检测器。在某些情况下,朝传感器来回移动(与Z轴平行的运动)可能无法被检测到。热源的检测困难在于玻璃、丙烯酸或类似材料可能会阻碍目标与传感器之间红外线的正确传输,以及检测区域内热源的静止或快速运动。

Motion 4 Click top side image
Motion 4 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64搭载STM32L073RZ MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO® 

Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,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。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用

连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。

Nucleo 64 with STM32L073RZ MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

192

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

20480

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
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
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Motion 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 STM32L073RZ 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 Motion 4 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • motion4_enable - 此函数通过设置EN引脚状态来启用/禁用运动传感器

  • motion4_detect_state - 此函数返回INT引脚状态

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 Motion 4 Click Example.
 * 
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Motion 4 click boards.
 * 
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and enables the motion sensor.
 *
 * ## Application Task
 * It checks if the sensor has detected movement and therefore displays 
 * the desired message on the USB UART.
 *
 * @author Jelena Milosavljevic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "motion4.h"

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

static motion4_t motion4;   /**< Motion 4 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

motion4_detect_state_t motion_state;
motion4_detect_state_t motion_old_state;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    motion4_cfg_t motion4_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.

    motion4_cfg_setup( &motion4_cfg );
    MOTION4_MAP_MIKROBUS( motion4_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( motion4_init( &motion4, &motion4_cfg ) == DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN ) {
       
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    
    motion4_enable( &motion4, MOTION4_MODULE_ENABLE );
    Delay_ms( 100 );
    log_printf( &logger, "The sensor is ready.\r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
}

void application_task ( void ) {
    uint8_t int_status;

    int_status = motion4_detect_state( &motion4 );

    if ( int_status == MOTION4_DETECT_OBJECT ) {
        
        log_printf( &logger, "Motion detected!\r\n" );
        log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
        while ( int_status == MOTION4_DETECT_OBJECT ) {
           
            int_status = motion4_detect_state( &motion4 );
        }
        log_printf( &logger, "The sensor is ready.\r\n" );
        log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
        Delay_ms( 100 );
    }
}


void main ( void ) {
    application_init( );

    for ( ; ; ) {
        application_task( );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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