初学者
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通过J1031C3VDC.15S和STM32G071RB确保对外部负载的无缝和谐控制

开关成功:MCU驱动继电器革命!

Relay 5 Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Relay 5 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

我们的解决方案确保外部负载管理不仅受到精确控制,而且易于协调。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Relay 5 Click基于三个来自CIT Relay and Switch的J1031C3VDC.15S高电流单刀双掷(SPDT)信号继电器,通过NXP半导体的PCA9538A端口扩展器以非常简单的方式进行控制。J1031C3VDC.15S继电器以其可靠性、耐久性、高灵敏度和低线圈功耗而闻名,采用小型封装并具有PC引脚安装。尽管尺寸较小(12.5x7.5x10毫米(长x宽x高)),J1031C3VDC继电器可以承受高达2A和125VAC / 60VDC的最大电流。这些继电器设计为通过相对较低的电流和电压轻松激活其线圈,使它们成为任何MCU都可以控制的理想选择。此外,它们的耐用性令人印象深刻,具有超过500万的机械寿命周期。

J1031C3VDC.15S的接触配置为单刀双掷(SPDT),意味着它有一个极和两个跳线。根据极的默认位置,其中一个跳线被视为通常打开(NO),而另一个则是通常关闭(NC),这在这种情况下是其默认位置。当线圈通电时,它将吸引内部的开关元件,类似于开关。为此,Relay 5 Click为每个继电器提供了充分标记的三个端子。此外,每个继电器都有其状态LED(REL1-3)用于可视化状态显示。正如提到的,继电器不是由主机MCU直接驱动,而是由NXP半导体的PCA9538A低电压8位I / O端口驱动。当需要额外的I / O并尽量减少互连时,此I / O扩展器提供了简单的解决方案。Relay 5 Click使

用PCA9538A和2-Wire I2C接口与主机MCU通信。PCA9538A支持高达400KHz的快速模式时钟频率。通过ADDR SEL跳线器可以选择I2C地址,默认选择为0。该扩展器可以通过RST引脚进行重置,具有低电平,从而将寄存器设置为其默认值,而无需关闭电源。此Click板可以通过VCC SEL跳线器选择3.3V或5V逻辑电压电平。这样,既支持3.3V又支持5V的MCU可以正确使用通信线路。此外,该Click板配备了一个包含易于使用的函数和一个示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Relay 5 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
Reset
PC12
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

Relay 5 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
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 Relay 5 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • relay5_set_relay1_open - 此函数通过将RL1引脚设置为低逻辑电平,将继电器1设置为常开状态。

  • relay5_set_relay1_close - 此函数通过将RL1引脚设置为高逻辑电平,将继电器1设置为常闭状态。

  • relay5_switch_relay1 - 此函数通过切换RL1引脚的逻辑电平来切换继电器1的状态。

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 Relay 5 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Relay 5 click board by toggling the relays state.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger.
 *
 * ## Application Task
 * Switches all relays state every 5 seconds and displays the state on the USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "relay5.h"

static relay5_t relay5;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    relay5_cfg_t relay5_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.
    relay5_cfg_setup( &relay5_cfg );
    RELAY5_MAP_MIKROBUS( relay5_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == relay5_init( &relay5, &relay5_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( RELAY5_ERROR == relay5_default_cfg ( &relay5 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    relay5_set_relay1_open ( &relay5 );
    log_printf( &logger, " Relay 1 set to normally open state\r\n" );
    relay5_set_relay2_close ( &relay5 );
    log_printf( &logger, " Relay 2 set to normally close state\r\n" );
    relay5_set_relay3_open ( &relay5 );
    log_printf( &logger, " Relay 3 set to normally open state\r\n\n" );
    Delay_ms ( 5000 );

    relay5_set_relay1_close ( &relay5 );
    log_printf( &logger, " Relay 1 set to normally close state\r\n" );
    relay5_set_relay2_open ( &relay5 );
    log_printf( &logger, " Relay 2 set to normally open state\r\n" );
    relay5_set_relay3_close ( &relay5 );
    log_printf( &logger, " Relay 3 set to normally close state\r\n\n" );
    Delay_ms ( 5000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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