中级
30 分钟

使用SHT40、SGP40和STM32F031K6保持最佳湿度水平,保护您的空间免受损害

赋能更健康的家居

Environment 2 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Environment 2 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

通过积极监测湿度水平和空气质量参数,创造更健康的生活环境,确保您和您所爱之人的福祉。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Environment 2 Click基于SHT40和SGP40,这是一款高精度、最佳的SHT相对湿度和温度传感器,与Sensirion的基于MOx的气体传感器组合。SHT40提供了更低的功耗、更高的精度规格以及完全校准的数字I2C快速模式Plus接口,以实现最快的数据传输。它覆盖了0到100%RH和-40°C到125°C的扩展操作湿度和温度范围,精度分别为±1.8%RH和±0.2°C。相反,该组合解决方案的附加气体传感器SGP40提供了湿度补偿的基于VOC的室内空气质量信号和温度控制的微热板。SHT40在推荐的平

均温度和湿度范围(5-60°C和20-80%RH)内运行效果最佳。长期暴露在推荐正常范围之外的条件下,尤其是在高相对湿度下,可能会暂时偏移RH信号。返回推荐的平均温度和湿度范围后,传感器将恢复到规格范围内。SGP40的输出信号由Sensirion的VOC算法处理,该算法会自动适应传感器所暴露的环境,将原始信号转换为VOC指数。传感元件和VOC算法在现实应用中对污染气体具有无与伦比的抗污染性,确保了卓越的长期稳定性、低漂移、高再现性和可靠性。Environment 2 

Click通过标准I2C双线接口与MCU通信。由于两个传感器的操作仅需3.3V逻辑电压电平,因此该Click板™还具有德州仪器的PCA9306电压电平转换器。I2C接口总线线路路由到双向电压电平转换器,使该Click板™能够与3.3V和5V的MCU正常工作。此Click板™可以通过VIO SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平。这种方式下,3.3V和5V的MCU都可以正确使用通信线路。此外,该Click板™配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

Environment 2 Click top side image
Environment 2 Click bottom side 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

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
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB6
SCL
I2C Data
PB7
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Environment 2 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
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
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 Environment 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • environment2_get_temp_hum - Environment 2 获取温度和相对湿度的函数

  • environment2_get_air_quality - Environment 2 获取空气质量数据的函数

  • environment2_sgp40_measure_test - Environment 2 SGP40测量测试函数

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 Environment2 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for Environment 2 Click driver.
 * The library contains drivers for measuring air quality,
 * temperature and relative humidity.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes I2C driver and triggers the built-in self-test checking,
 * set heater off, performs sensors configuration and initialize VOC algorithm.
 *
 * ## Application Task
 * This is an example that demonstrates the use of the Environment 2 Click board.
 * Measured and display air quality ( raw data ), 
 * temperature ( degrees Celsius ), relative humidity ( % ) and VOC Index.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * All data logs write on USB UART changes every 2 sec.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "environment2.h"

static environment2_t environment2;
static log_t logger;

static uint16_t air_quality;
static float humidity;
static float temperature;
static int32_t voc_index;
static environment2_voc_algorithm_params voc_algorithm_params;

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;                    /**< Logger config object. */
    environment2_cfg_t environment2_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.

    environment2_cfg_setup( &environment2_cfg );
    ENVIRONMENT2_MAP_MIKROBUS( environment2_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = environment2_init( &environment2, &environment2_cfg );
    if ( init_flag == I2C_MASTER_ERROR ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_printf( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    log_printf( &logger, "    Application Task   \r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "  Environment 2 Click  \r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    
    if ( environment2_sgp40_measure_test( &environment2 ) == ENVIRONMENT2_SGP40_TEST_PASSED ) {
        log_printf( &logger, "    All tests passed\r\n" );
        log_printf( &logger, "      Successfully\r\n" );
    } else {
        log_printf( &logger, "    One or more tests have\r\n" );
        log_printf( &logger, "     Failed\r\n" );
    }
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 100 );
    
    environment2_sgp40_heater_off( &environment2 );
    Delay_ms ( 100 );
    
    environment2_config_sensors( );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void ) {
    environment2_get_temp_hum(  &environment2, &humidity, &temperature );
    Delay_ms ( 100 );
    
    log_printf( &logger, " Humidity    : %.2f %% \r\n", humidity );
    log_printf( &logger, " Temperature : %.2f C \r\n", temperature );
    
    environment2_get_air_quality( &environment2, &air_quality );
    Delay_ms ( 100 );
    
    log_printf( &logger, " Air Quality : %d \r\n", air_quality );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - -  - \r\n" );
    
    environment2_get_voc_index( &environment2, &voc_index );
    Delay_ms ( 100 );
    
    log_printf( &logger, " VOC Index   : %d  \r\n", ( uint16_t ) voc_index );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    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

资源

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