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通过使用IQS621和STM32F410RB升级您的项目,实现一体化传感解决方案

感官融合:触摸、磁性及更多!

ProxFusion 2 Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

ProxFusion 2 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

我们突破性的解决方案结合了电容触控、霍尔效应和电感感应功能,旨在提供一个全面且多功能的感应平台,为各个行业的众多应用打开大门。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

ProxFusion 2 Click基于Azoteq的IQS621,这是一款多功能传感器,具有环境光(ALS)、电容触控、霍尔效应和电感感应功能。Azoteq的IQ Switch® ProxFusion®传感器系列是首批在同一芯片上集成多种传感功能的产品之一。这使得IQS62x系列非常适合用于紧凑型设计,如物联网或各种家庭自动化系统。IQS621 IC在集成多种传感器的同时,并未牺牲任何功能;相反,它提供了其他独立传感器上常见的所有关键功能。IQS621的灵敏度通过使用稳定的内部电源和自动调谐实现(ATI)技术得到改进,无论环境条件如何,都能提供一致的读数。电容传感器基于经过验证的ProxSense®技术,允许自电容感应、可调的接近和触摸阈值、替代ATI模式和单独的灵敏度设置。IQS621为电容传感器提供了两种不同的用户界面:离散按钮UI和滞后UI。两种界面都提供可编程寄存器来设置传感参数,如阈值、滤波器设置、ATI设置等。离散接近/触摸UI更适合作

为开/关检测器,而滞后UI可以编程感应更复杂的事件。此IC还具有一个电感传感器,可以用于检测金属物体的存在。同样,有两种不同的用户界面可用,每种界面都有自己的一组寄存器。有一个离散按钮UI以及滞后UI。检测阈值可广泛调整,允许可靠地检测甚至较小的金属物体。ProxFusion® 2 Click具有PCB迹线线圈区域,允许电感检测。同一Click板™区域用于感应电容事件。IQS621还具有环境光传感器(ALS)。ALS UI直接以Lux为单位输出读数,无需额外转换。ALS响应根据人眼进行校准,具有IR滤光片,减少红外光的影响。ALS包括可选择的范围和两个用于日/夜指示的阈值设置。ALS使得设计智能灯光开关成为可能:例如,检测夜间/白天事件可以用于调节照明。霍尔效应传感器可以检测磁场的变化。与电容和电感传感器不同,霍尔传感器不需要外部部件,因为霍尔板嵌入在IC中。霍尔传感器允许检测多个事件,因为高级信号处理算

法支持它。除了其他功能外,它可以检测磁场极性(N/S),允许用作开关。这使其可以用于不同类型的无接触人机界面(HMI)。温度传感器是最常用的传感器之一。它甚至可以在其他传感器(如压力或湿度传感器)上找到,因为温度会影响读数。IQS621中的热传感器的作用与其他传感器没有不同:它用于为IC上的其他传感器提供校准基准。然而,该传感器还可以监测任何应用中的环境温度。最后,每个检测到的开/关类型事件都可以在全局事件寄存器中监控。这非常有用,因为主MCU只需轮询几个寄存器即可发现这些事件。与IQS621的通信通过I2C接口完成,并带有附加的RDY引脚。该引脚路由到mikroBUS™的INT引脚,指示通信窗口。Click板™设计为仅使用3.3V电压。当与使用5V电平进行通信的MCU一起使用时,应使用适当的电平转换电路。

ProxFusion 2 Click top side image
ProxFusion 2 Click bottom side 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
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
Data Ready
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

ProxFusion 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 front 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 front image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
EEPROM 13 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-64 with STM32XXX MCU 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ProxFusion 2 Click驱动程序的 API。

关键功能:

  • proxfusion2_detect_touch - 检测触摸功能

  • proxfusion2_detect_dark_light - 读取环境光功能

  • proxfusion2_detect_hall - 读取霍尔效应功能

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 ProxFusion2 Click example
 * 
 * # Description
 * This example demontrates the use of ProxFusion 2 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 * - Checks whether Touch is detected and measures the output detection.
 * - Measures Ambient lighting - whether it's Light or Dark, ALS range and ALS output.
 * - Checks the orientation of the magnet and measures the HALL output.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "proxfusion2.h"

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

static proxfusion2_t proxfusion2;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    proxfusion2_cfg_t proxfusion2_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.
    proxfusion2_cfg_setup( &proxfusion2_cfg );
    PROXFUSION2_MAP_MIKROBUS( proxfusion2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == proxfusion2_init( &proxfusion2, &proxfusion2_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( PROXFUSION2_ERROR == proxfusion2_default_cfg ( &proxfusion2 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t als_range = 0;
    uint8_t hall_detect = 0;
    uint16_t read_data = 0;
    if ( PROXFUSION2_TOUCH_DETECTED == proxfusion2_detect_touch( &proxfusion2 ) )
    {
        log_printf( &logger, " TOUCH: YES\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " TOUCH: NO\r\n" );
    }
    read_data = proxfusion2_read_data( &proxfusion2 , PROXFUSION2_HYSTERESIS_UI_OUTPUT );
    log_printf( &logger, " LEVEL: %u\r\n\n", read_data );
 
    if ( PROXFUSION2_AMBIENT_DARK == proxfusion2_detect_dark_light( &proxfusion2, &als_range ) )
    {
        log_printf( &logger, " AMBIENT: DARK\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " AMBIENT: LIGHT\r\n" );
    }
    log_printf( &logger, " RANGE: %u\r\n", ( uint16_t ) als_range );
 
    read_data = proxfusion2_read_data( &proxfusion2, PROXFUSION2_ALS_UI_OUTPUT );

    log_printf( &logger, " LEVEL: %u\r\n\n", read_data );
 
    hall_detect = proxfusion2_detect_hall( &proxfusion2 );
    if ( PROXFUSION2_HALL_NORTH == hall_detect )
    {
        log_printf( &logger, " HALL: NORTH\r\n" );
    }
    else if ( PROXFUSION2_HALL_SOUTH == hall_detect )
    {
        log_printf( &logger, " HALL: SOUTH\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " HALL: UNKNOWN\r\n" );
    }
    read_data = proxfusion2_read_data( &proxfusion2, PROXFUSION2_HALL_EFFECT_UI_OUTPUT );
    log_printf( &logger, " LEVEL: %u\r\n", read_data );
    
    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
/*!
 * \file 
 * \brief ProxFusion2 Click example
 * 
 * # Description
 * This example demontrates the use of ProxFusion 2 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 * - Checks whether Touch is detected and measures the output detection.
 * - Measures Ambient lighting - whether it's Light or Dark, ALS range and ALS output.
 * - Checks the orientation of the magnet and measures the HALL output.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "proxfusion2.h"

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

static proxfusion2_t proxfusion2;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    proxfusion2_cfg_t proxfusion2_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.
    proxfusion2_cfg_setup( &proxfusion2_cfg );
    PROXFUSION2_MAP_MIKROBUS( proxfusion2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == proxfusion2_init( &proxfusion2, &proxfusion2_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( PROXFUSION2_ERROR == proxfusion2_default_cfg ( &proxfusion2 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t als_range = 0;
    uint8_t hall_detect = 0;
    uint16_t read_data = 0;
    if ( PROXFUSION2_TOUCH_DETECTED == proxfusion2_detect_touch( &proxfusion2 ) )
    {
        log_printf( &logger, " TOUCH: YES\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " TOUCH: NO\r\n" );
    }
    read_data = proxfusion2_read_data( &proxfusion2 , PROXFUSION2_HYSTERESIS_UI_OUTPUT );
    log_printf( &logger, " LEVEL: %u\r\n\n", read_data );
 
    if ( PROXFUSION2_AMBIENT_DARK == proxfusion2_detect_dark_light( &proxfusion2, &als_range ) )
    {
        log_printf( &logger, " AMBIENT: DARK\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " AMBIENT: LIGHT\r\n" );
    }
    log_printf( &logger, " RANGE: %u\r\n", ( uint16_t ) als_range );
 
    read_data = proxfusion2_read_data( &proxfusion2, PROXFUSION2_ALS_UI_OUTPUT );

    log_printf( &logger, " LEVEL: %u\r\n\n", read_data );
 
    hall_detect = proxfusion2_detect_hall( &proxfusion2 );
    if ( PROXFUSION2_HALL_NORTH == hall_detect )
    {
        log_printf( &logger, " HALL: NORTH\r\n" );
    }
    else if ( PROXFUSION2_HALL_SOUTH == hall_detect )
    {
        log_printf( &logger, " HALL: SOUTH\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " HALL: UNKNOWN\r\n" );
    }
    read_data = proxfusion2_read_data( &proxfusion2, PROXFUSION2_HALL_EFFECT_UI_OUTPUT );
    log_printf( &logger, " LEVEL: %u\r\n", read_data );
    
    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

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