中级
30 分钟

使用ACS70331和STM32F031K6实时洞察电流行为

通往可靠电流洞察的路径

Current 4 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Current 4 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

通过利用我们的电流测量解决方案来实现运营卓越,以跟踪电流变化,使您能够基于数据做出决策,从而提高效率并减少停机时间。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Current 4 Click基于德州仪器的INA250,这是一款带有高精度、低漂移电阻的电流传感放大器,可在很宽的温度范围内提供高精度的测量。INA250在电流通过时测量内部电流感测电阻上产生的电压。集成的2mΩ电流分流电阻具有0.1%的容差和15ppm/°C的低漂移,使最终设备性能更高。该放大器允许在共模电压下进行高精度电流测量,并在很宽的温度范围内提供最大0.84%的误差。Current 4 Click只使用一个引脚与MCU通信,该引脚路由到mikroBUS™插座的AN引脚上。来自

INA250的输出模拟信号被转发到运算放大器的输入,该运算放大器是德州仪器的LMV321低压轨对轨OpAmp,是需要低电压操作的应用中最经济的解决方案。LMV321 OpAmp的输出具有稳定的单位增益,充当缓冲器,以便主机MCU可以通过mikroBUS™插座的AN引脚对INA250的输出电压进行采样。INA250可以配置为通过参考电压级别测量单向和双向电流。对于单向操作,参考引脚应与地连接。当电流增加时,输出信号从此参考电压(或在这种情况下地)向上增加。对于双向电流,

可以使用外部电压源作为参考电压;在这种情况下,Diodes Incorporated的低压降线性稳压器AP7331为INA250提供2.5V的参考供电电压。通过将标记为VREF SEL的SMD跳线器定位到适当的位置,可以选择参考电压级别,选择由AP7331提供的2.5V或GND之间。此Click板可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压级别运行。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,此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。

Current 4 Click hardware overview image
Current 4 Click Current Warning image

功能概述

开发板

Nucleo 32开发板搭载STM32F031K6 MCU,提供了一种经济且灵活的平台,适用于使用32引脚封装的STM32微控制器进行实验。该开发板具有Arduino™ Nano连接性,便于通过专用扩展板进行功能扩展,并且支持mbed,使其能够无缝集成在线资源。板载集成

ST-LINK/V2-1调试器/编程器,支持通过USB重新枚举,提供三种接口:虚拟串口(Virtual Com port)、大容量存储和调试端口。该开发板的电源供应灵活,可通过USB VBUS或外部电源供电。此外,还配备了三个LED指示灯(LD1用于USB通信,LD2用于电源

指示,LD3为用户可控LED)和一个复位按钮。STM32 Nucleo-32开发板支持多种集成开发环境(IDEs),如IAR™、Keil®和基于GCC的IDE(如AC6 SW4STM32),使其成为开发人员的多功能工具。

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

32

RAM (字节)

4096

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-32是扩展您的开发板功能的理想选择,专为STM32 Nucleo-32引脚布局设计。Click Shield for Nucleo-32提供了两个mikroBUS™插座,可以添加来自我们不断增长的Click板™系列中的任何功能。从传感器和WiFi收发器到电机控制和音频放大器,我们应有尽有。Click Shield for Nucleo-32与STM32 Nucleo-32开发板兼容,为用户提供了一种经济且灵活的方式,使用任何STM32微控制器快速创建原型,并尝试各种性能、功耗和功能的组合。STM32 Nucleo-32开发板无需任何独立的探针,因为它集成了ST-LINK/V2-1调试器/编程器,并随附STM32全面的软件HAL库和各种打包的软件示例。这个开发平台为用户提供了一种简便且通用的方式,将STM32 Nucleo-32兼容开发板与他们喜欢的Click板™结合,应用于即将开展的项目中。

Click Shield for Nucleo-32 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Signal
PA0
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
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

Current 4 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly
Nucleo 144 with STM32L4A6ZG MCU front image hardware assembly
Stepper 22 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Stepper 22 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-32 with STM32 MCU Access MB 1 - 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
STM32 M4 Clicker HA MCU/Select 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 Current 4 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • current4_read_load_current - 读取负载电流

  • current4_read_an_pin_voltage - 读取AN引脚电压水平功能

  • current4_read_an_pin_value - 读取AN引脚数值功能

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 main.c
 * @brief Current 4 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example showcases the ability of the Current 4 Click board.
 * It configures Host MCU for communication and reads the voltage 
 * of AN pin and calculates current on load output.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of the communication modules(ADC and UART).
 *
 * ## Application Task
 * In span on 500ms reads voltage and calculates the current on load.
 *
 * @author Luka Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "current4.h"

static current4_t current4;   /**< Current 4 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    current4_cfg_t current4_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.
    current4_cfg_setup( &current4_cfg );
    CURRENT4_MAP_MIKROBUS( current4_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( ADC_ERROR == current4_init( &current4, &current4_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float current4_load_current = 0;

    if ( ADC_ERROR != current4_read_load_current ( &current4, &current4_load_current ) ) 
    {
        log_printf( &logger, " > Load current : %.2f[A]\r\n", current4_load_current );
        log_printf( &logger, "**********************\r\n" );
    }

    Delay_ms ( 500 );
}

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 main.c
 * @brief Current 4 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example showcases the ability of the Current 4 Click board.
 * It configures Host MCU for communication and reads the voltage 
 * of AN pin and calculates current on load output.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of the communication modules(ADC and UART).
 *
 * ## Application Task
 * In span on 500ms reads voltage and calculates the current on load.
 *
 * @author Luka Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "current4.h"

static current4_t current4;   /**< Current 4 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    current4_cfg_t current4_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.
    current4_cfg_setup( &current4_cfg );
    CURRENT4_MAP_MIKROBUS( current4_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( ADC_ERROR == current4_init( &current4, &current4_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float current4_load_current = 0;

    if ( ADC_ERROR != current4_read_load_current ( &current4, &current4_load_current ) ) 
    {
        log_printf( &logger, " > Load current : %.2f[A]\r\n", current4_load_current );
        log_printf( &logger, "**********************\r\n" );
    }

    Delay_ms ( 500 );
}

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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