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30 分钟

使用MCP606和STM32F446RE简化水存在监测

监测水侵入,安心无忧

Water Detect Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Water Detect Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

该解决方案的目的是提供可靠的水检测,帮助预防水灾和减轻各种环境中潜在风险。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Water Detect Click用于检测水和其他导电液体。如果检测区域潮湿,Microchip的MCP606 CMOS运算放大器的输出将变为正值,表示液体存在。Water Detect Click可用作家庭洪水报警传感器、智能建筑的雨水检测器,或用于水箱,作为泵的限位开关。Water Detect Click通过比较使用MCP606比较器的两个电阻分压器的电压来工作。电阻分压器(由R2和R3组成)用作电压参考。 MCP606在这个Click板上作为

比较器工作。第二个分压器由电阻R1和感应区域组成。当感应区域干燥时,其电阻接近无穷大,并且应用于比较器反向输入的电压等于VCC。由于连接到非反向输入的参考分压器的电压为VCC/2,因此比较器的输出为零电压。一旦液体出现在感应区域,其电阻下降,并将比较器反向输入的电压拉向零电压。一旦此电压降至VCC/2以下,比较器输出会向VCC摆动,表示液体存在。比较器输出连接到

mikroBUS™头上的INT引脚。水检测区实际上是由裸露的导电线组成的 - 简单但有效的技术。该Click板可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平操作。这样,既能支持3.3V又能支持5V的MCU可以正确使用通信线。此外,该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。

Water Detect Click top side image
Water Detect Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F446RE 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 STM32F446RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

131072

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
Water Detect 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

Water Detect 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 STM32F446RE 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
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

此款Click板可通过两种方式进行接口连接和监控:

  • Application Output - 在调试模式下,使用“Application Output”窗口进行实时数据监控。按照本教程正确设置它。

软件支持

库描述

这个库包含Water DetectClick驱动程序的API。

关键函数:

  • waterdetect_get_status - 获取水检测功能的状态

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 
 * \brief Water Detect Click example
 * 
 * # Description
 * Water Detect click is used for detecting water and other electroconductive liquids. If the detection area is wet the output of Microchip's MCP606 CMOS op-amp will go positive, signaling the presence of liquid.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes GPIO and LOG structures, set INT pins as input and starts to write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads device status and determines if there are water presence or not.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "waterdetect.h"

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

static waterdetect_t waterdetect;
static log_t logger;

uint8_t wd_state = 0;
uint8_t wd_state_old = 0;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    waterdetect_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    waterdetect_cfg_setup( &cfg );
    WATERDETECT_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    waterdetect_init( &waterdetect, &cfg );
    Delay_100ms();
    
    log_printf( &logger, "  Initialization Driver   \r\n" );
    log_printf( &logger, "------------------------- \r\n" );
    log_printf( &logger, "  Wait to detect water... \r\n" );
    log_printf( &logger, "------------------------- \r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    wd_state = waterdetect_get_status( &waterdetect );

    if ( wd_state > wd_state_old )
    {
        log_printf( &logger, " >  Water is detected  < \r\n" );
        log_printf( &logger, "------------------------- \r\n" );
        wd_state_old = 1;
    }

    if ( wd_state < wd_state_old )
    {
        log_printf( &logger, " There is no water \r\n" );
        log_printf( &logger, "------------------- \r\n" );
        wd_state_old = 0;
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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