初学者
10 分钟

使用 G6D-1A-ASI 和 STM32G071RB 保持研究和实验的理想条件

您可信赖的全环境温度计

Thermostat 2 Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Thermostat 2 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

使用我们的温度测量技术,提前预防潜在的健康风险,该技术旨在为关键环境中的温度波动提供早期预警。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Thermostat 2 Click设计时没有主要IC;它允许使用外部连接的热传感器。它可以与使用1-Wire®通信的DS1820兼容传感器接口。Click board™配备了一个3针母插座,可以用于安装TO-92封装的DS1820兼容传感器。还配有一个3极螺钉端子,如果传感器需要安装在远程位置(例如加热组件上),则可以使用该端子。螺钉端子与插座共享其线路。通过mikroBUS™的PWM引脚与主机MCU进行1-Wire®通信。根据通过1-Wire®接口获得的温度信息,主机MCU可以采取必要的操作:它可以打开或关闭继电器的触点。Click board™使用了来自欧姆龙的G6D系列PCB电源继电器。这个高质量继电器可以在没有负载连接的情况下承受惊人的大量机械循环。然而,当其输出连接有显著负载时,微电弧会随着时间的推移导致触点磨损。最大负载电流为5A时,它可以承受高达70,000次

循环。其触点由银合金制成,具有出色的最大100mΩ的ON电阻。继电器通过低压侧内置线圈产生的磁场激活。线圈由主机MCU激活。线圈激活的电压为5V,线圈的电流为40mA。MCU无法直接驱动线圈,因此需要添加一个NPN晶体管。其基极由主机MCU控制,允许线圈从5V mikroBUS™电源轨吸取足够的电流。晶体管的基极被路由到Click board™的CS引脚。晶体管在同一外壳中打包了两个偏置电阻,因此可以直接在MCU引脚上使用,而无需外部偏置电阻。标记为ACTIVE的红色LED用于指示晶体管处于打开状态,并且电流正在通过继电器线圈。当线圈(或任何其他电感器)中的电流突然改变时,将产生反电动势,反对电流的变化。这有时会导致控制电路损坏:在这种情况下,晶体管将变为反向极化。为了防止这种情况的发生,在线圈两端添加了一个续流二

极管。在正常操作期间,该二极管不导通任何电流。然而,当线圈关闭时,反向极化将导致电流以最小阻力通过该二极管。这防止了反向(续流)电压的建立,从而保护了晶体管。输出上的触点可能连接到较高电压,并且可能会通过较大的电流。为防止这种情况下的高电压瞬变,续流二极管并不是可行的选择。因此,Thermostat 2 Click使用了压敏电阻(VDR)。当电压升高超过其额定钳位电压时,该组件会迅速降低其电阻。由于它将成为最小阻力的电流路径,因此过量的电压瞬变将通过VDR。在正常操作期间,当电压低于额定钳位电压时,VDR具有非常高的电阻,因此电流通过电路运行。Click board™的工作电压可以通过VCC SEL跳线选择。此跳线允许从mikroBUS™选择3.3V或5V。所选电压将应用于连接的DS1820传感器的VCC引脚。

Thermostat 2 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
Relay Control
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
1-Wire Data
PC8
PWM
NC
NC
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

Thermostat 2 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Thermostat 2 Click驱动程序的 API。

关键功能:

  • thermostat2_read_temperature - 该函数读取摄氏温度值。

  • thermostat2_relay_state - 该函数打开/关闭继电器。

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 Thermostat 2 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Thermostat 2 Click board by reading
 * and displaying the temperature in Celsius and turning the relay on/off 
 * depending on the temperature value.
 * DS1820, DS18S20 and DS18B20 chips can be used in this example. 
 * 
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Reads and displays the temperature measured by the Click board on the UART Terminal.
 * If the temperature goes beneath the THERMOSTAT2_TEMPERATURE_LIMIT, 
 * the relay will be turned off while otherwise it will be turned on. 
 * In both cases an appropriate message will be displayed on the terminal. 
 *
 * @author Aleksandra Cvjetićanin 
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "thermostat2.h"

static thermostat2_t thermostat2;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    thermostat2_cfg_t thermostat2_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.
    thermostat2_cfg_setup( &thermostat2_cfg );
    THERMOSTAT2_MAP_MIKROBUS( thermostat2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( ONE_WIRE_ERROR == thermostat2_init( &thermostat2, &thermostat2_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( THERMOSTAT2_ERROR == thermostat2_default_cfg ( &thermostat2 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default config." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    static uint8_t relay_state = 0xFF;
    float temperature;
    
    if ( THERMOSTAT2_OK == thermostat2_read_temperature ( &thermostat2, &temperature ) )
    {
        log_printf( &logger, " Temperature: %.2f C\r\n\n ", temperature );
    }
    
    if ( temperature < THERMOSTAT2_TEMPERATURE_LIMIT )
    {
        if ( relay_state != THERMOSTAT2_RELAY_ON )
        {
            log_info( &logger, " Relay is ON.\r\n " );
            thermostat2_relay_state ( &thermostat2, THERMOSTAT2_RELAY_ON );
            relay_state = THERMOSTAT2_RELAY_ON;
        }
    }
    else 
    {
        if ( relay_state != THERMOSTAT2_RELAY_OFF )
        {
            log_info( &logger, " Relay is OFF.\r\n" );
            thermostat2_relay_state ( &thermostat2, THERMOSTAT2_RELAY_OFF );
            relay_state = THERMOSTAT2_RELAY_OFF;
        }
    }
}

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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