测量液体的氧化还原电位(ORP),用于评估水质和水处理中的化学反应、环境监测和化学生产。
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硬件概览
它是如何工作的?
EZO Carrier Click - ORP 基于Atlas Scientific的EZO-ORP™,这是一款符合ISO 11271标准的嵌入式ORP(氧化还原电位)电路板。它允许您连接任何类型和品牌的测量探头,通过将探头浸入要测量的溶液中来确定液体的氧化还原电位。EZO Carrier Click - ORP 配备了用于连接合适探头(如消费级ORP探头)的BNC连接器。由于EZO-ORP™需要与主机MCU隔离,因此该Click™板配备了Skyworks的双向隔离器Si8400AB。该隔离器提供标准的双向和I2C
通信,时钟频率高达1.7MHz。此电路非常敏感,其灵敏度赋予其精度。它可以读取来自非自然来源(如泵、电磁阀或其他探头/传感器)的微伏特电压。为了消除电噪声,除了Si8400AB隔离器外,电源电压也被隔离。为此,该Click™板配备了Recom的ROE-0505S DC/DC转换器。EZO Carrier Click - ORP 可以使用标准的2线UART接口与主机MCU通信,默认波特率为9600bps。在使用UART接口时,您可以使用我们提供的库或简单的ASCII命令集。您还可以通过COMM
SEL跳线选择标准的2线I2C接口。从校准到定时读数,Atlas Scientific EZO-ORP™电路是复杂测量的即插即用解决方案。其功能包括睡眠模式、连续操作、查找功能、导出/导入校准、模块状态LED等,详细信息请参见附带的产品手册。该Click板可以通过VCC SEL跳线选择在3.3V或5V逻辑电压水平下运行。这样,无论是3.3V还是5V的MCU都可以正确使用通信线。此外,该Click板还配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。
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。

微控制器概述
MCU卡片 / MCU

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。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
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 EZO Carrier Click - ORP 驱动程序的 API。
关键功能:
ezocarrierorp_send_cmd
- 发送命令功能ezocarrierorp_send_cmd_with_par
- 发送带参数的命令功能ezocarrierorp_send_cmd_check
- 检查发送的命令功能
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 EZO Carrier ORP Click Example.
*
* # Description
* This example demonstrates the use of EZO Carrier ORP click board by processing
* the incoming data and displaying them on the USB UART.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver, performs the click default factory reset, and single point calibration
* with a calibration solutio with 225 mV ORP value.
*
* ## Application Task
* Reads and processes all incoming oxidation-reduction potential data from the probe, and displays them on the USB UART in mV.
*
* ## Additional Function
* - static void ezocarrierorp_clear_app_buf ( void )
* - static void ezocarrierorp_log_app_buf ( void )
* - static err_t ezocarrierorp_process ( ezocarrierorp_t *ctx )
* - static err_t ezocarrierorp_rsp_check ( ezocarrierorp_t *ctx, uint8_t *rsp )
* - static void ezocarrierorp_error_check ( err_t error_flag )
*
* @author Stefan Ilic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ezocarrierorp.h"
// Application buffer size
#define APP_BUFFER_SIZE 200
#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200
static ezocarrierorp_t ezocarrierorp;
static log_t logger;
static uint8_t app_buf[ APP_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
static err_t error_flag;
/**
* @brief EZO Carrier ORP clearing application buffer.
* @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
* @note None.
*/
static void ezocarrierorp_clear_app_buf ( void );
/**
* @brief EZO Carrier ORP log application buffer.
* @details This function logs data from application buffer to USB UART.
* @note None.
*/
static void ezocarrierorp_log_app_buf ( void );
/**
* @brief EZO Carrier ORP data reading function.
* @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #ezocarrierorp_t object definition for detailed explanation.
* @return @li @c 0 - Read some data.
* @li @c -1 - Nothing is read.
* See #err_t definition for detailed explanation.
* @note None.
*/
static err_t ezocarrierorp_process ( ezocarrierorp_t *ctx );
/**
* @brief Response check.
* @details This function checks for response and
* returns the status of response.
* @param[in] rsp Expected response.
* @return @li @c 0 - OK response.
* @li @c -1 - Error response.
* @li @c -2 - Timeout error.
* See #err_t definition for detailed explanation.
*/
static err_t ezocarrierorp_rsp_check ( ezocarrierorp_t *ctx, uint8_t *rsp );
/**
* @brief Check for errors.
* @details This function checks for different types of
* errors and logs them on UART or logs the response if no errors occured.
* @param[in] error_flag Error flag to check.
*/
static void ezocarrierorp_error_check ( err_t error_flag );
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
ezocarrierorp_cfg_t ezocarrierorp_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.
ezocarrierorp_cfg_setup( &ezocarrierorp_cfg );
EZOCARRIERORP_MAP_MIKROBUS( ezocarrierorp_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( UART_ERROR == ezocarrierorp_init( &ezocarrierorp, &ezocarrierorp_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
log_printf( &logger, "Device status \r\n" );
ezocarrierorp_send_cmd( &ezocarrierorp, EZOCARRIERORP_CMD_STATUS );
error_flag = ezocarrierorp_rsp_check( &ezocarrierorp, EZOCARRIERORP_RSP_OK );
ezocarrierorp_error_check( error_flag );
log_printf( &logger, "Factory reset \r\n" );
ezocarrierorp_send_cmd( &ezocarrierorp, EZOCARRIERORP_CMD_FACTORY );
error_flag = ezocarrierorp_rsp_check( &ezocarrierorp, EZOCARRIERORP_RSP_READY );
ezocarrierorp_error_check( error_flag );
log_printf( &logger, "Device info \r\n" );
ezocarrierorp_send_cmd( &ezocarrierorp, EZOCARRIERORP_CMD_DEV_INFO );
error_flag = ezocarrierorp_rsp_check( &ezocarrierorp, EZOCARRIERORP_RSP_OK );
ezocarrierorp_error_check( error_flag );
uint8_t n_cnt = 0;
uint8_t last_reading[ APP_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
ezocarrierorp_clear_app_buf( );
ezocarrierorp_send_cmd( &ezocarrierorp, EZOCARRIERORP_CMD_SINGLE_READ );
ezocarrierorp_process ( &ezocarrierorp );
strcpy( last_reading, app_buf );
log_printf( &logger, "Place the probe into the calibration solution,\r\n" );
log_printf( &logger, "for single-point calibration \r\n" );
Delay_ms( 5000 );
log_printf( &logger, "Waiting for stable readings \r\n" );
while ( n_cnt <= 5 )
{
if ( EZOCARRIERORP_OK == ezocarrierorp_process ( &ezocarrierorp ) )
{
if ( 0 == strstr( app_buf, last_reading ) )
{
n_cnt++;
}
else
{
strcpy( last_reading, app_buf );
n_cnt = 0;
}
}
log_printf( &logger, "- " );
Delay_ms( 1000 );
ezocarrierorp_clear_app_buf( );
}
#define CALIBRATION_VALUE "225"
log_printf( &logger, "\r\n Calibration \r\n" );
ezocarrierorp_send_cmd_with_par( &ezocarrierorp, EZOCARRIERORP_CMD_CAL, CALIBRATION_VALUE );
error_flag = ezocarrierorp_rsp_check( &ezocarrierorp, EZOCARRIERORP_RSP_OK );
ezocarrierorp_error_check( error_flag );
#define DISABLE_CONT_READ "0"
log_printf( &logger, "Disable continuous reading mode \r\n" );
ezocarrierorp_send_cmd_with_par( &ezocarrierorp, EZOCARRIERORP_CMD_CONT_READ, DISABLE_CONT_READ );
error_flag = ezocarrierorp_rsp_check( &ezocarrierorp, EZOCARRIERORP_RSP_OK );
ezocarrierorp_error_check( error_flag );
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
log_printf( &logger, "Reading... \r\n" );
ezocarrierorp_send_cmd( &ezocarrierorp, EZOCARRIERORP_CMD_SINGLE_READ );
error_flag = ezocarrierorp_rsp_check( &ezocarrierorp, EZOCARRIERORP_RSP_OK );
ezocarrierorp_error_check( error_flag );
Delay_ms( 5000 );
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
static void ezocarrierorp_clear_app_buf ( void )
{
memset( app_buf, 0, app_buf_len );
app_buf_len = 0;
}
static void ezocarrierorp_log_app_buf ( void )
{
for ( int32_t buf_cnt = 0; buf_cnt < app_buf_len; buf_cnt++ )
{
log_printf( &logger, "%c", app_buf[ buf_cnt ] );
}
}
static err_t ezocarrierorp_process ( ezocarrierorp_t *ctx )
{
uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
int32_t overflow_bytes = 0;
int32_t rx_cnt = 0;
int32_t rx_size = ezocarrierorp_generic_read( ctx, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
if ( ( rx_size > 0 ) && ( rx_size <= APP_BUFFER_SIZE ) )
{
if ( ( app_buf_len + rx_size ) > APP_BUFFER_SIZE )
{
overflow_bytes = ( app_buf_len + rx_size ) - APP_BUFFER_SIZE;
app_buf_len = APP_BUFFER_SIZE - rx_size;
memmove ( app_buf, &app_buf[ overflow_bytes ], app_buf_len );
memset ( &app_buf[ app_buf_len ], 0, overflow_bytes );
}
for ( rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ )
{
if ( rx_buf[ rx_cnt ] )
{
app_buf[ app_buf_len++ ] = rx_buf[ rx_cnt ];
}
}
return EZOCARRIERORP_OK;
}
return EZOCARRIERORP_ERROR;
}
static err_t ezocarrierorp_rsp_check ( ezocarrierorp_t *ctx, uint8_t *rsp )
{
uint32_t timeout_cnt = 0;
uint32_t timeout = 10000;
err_t error_flag = EZOCARRIERORP_OK;
ezocarrierorp_clear_app_buf( );
while ( ( 0 == strstr( app_buf, rsp ) ) &&
( 0 == strstr( app_buf, EZOCARRIERORP_RSP_ERROR ) ) )
{
error_flag |= ezocarrierorp_process( ctx );
if ( timeout_cnt++ > timeout )
{
ezocarrierorp_clear_app_buf( );
return EZOCARRIERORP_ERROR_TIMEOUT;
}
Delay_ms( 1 );
}
Delay_ms( 100 );
error_flag |= ezocarrierorp_process( ctx );
if ( strstr( app_buf, rsp ) )
{
return EZOCARRIERORP_OK;
}
else if ( strstr( app_buf, EZOCARRIERORP_RSP_ERROR ) )
{
return EZOCARRIERORP_ERROR;
}
else
{
return EZOCARRIERORP_ERROR;
}
}
static void ezocarrierorp_error_check ( err_t error_flag )
{
switch ( error_flag )
{
case EZOCARRIERORP_OK:
{
ezocarrierorp_log_app_buf( );
break;
}
case EZOCARRIERORP_ERROR:
{
log_error( &logger, " Error!" );
break;
}
case EZOCARRIERORP_ERROR_TIMEOUT:
{
log_error( &logger, " Timeout!" );
break;
}
default:
{
log_error( &logger, " Unknown!" );
break;
}
}
log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
Delay_ms( 500 );
}
// ------------------------------------------------------------------------ END