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30 分钟

通过TC654和STM32F031K6提升您的冷却体验

无缝调节风扇速度,营造轻松氛围

Fan 5 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Fan 5 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

使用我们的 PWM 模式风扇速度控制器,轻松掌控完美气流!

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Fan 5 Click 基于 Microchip 的 TC654,这是一款风扇速度控制器,允许您控制和监控两个直流无刷风扇的速度。TC654 基于 FanSense™ 技术,保护您的应用免受风扇故障的影响,并消除了对三线风扇的需求。使用 TC654,风扇速度可以通过其输入电压或串行接口来控制,从而实现高度灵活性。TC654 的输入电压表示温度,通常由所选的内部或外部热敏电阻提供(通过 NTC SEL 跳线选择)。TC654 通过脉宽调制风扇上的电压根据系统温度控制风扇速度。这种方法减少了风扇的噪音并延长了风扇的使用寿命。每个通道由一个外部 N 沟道 MOSFET 控制,通

过调节施加到 MOSFET 门极的电压也调节施加到风扇的电压。PWM 输出可以根据 TC654 的输入电压在 30% 和 100% 之间调节,或者如前所述,通过 I2C 接口编程,以允许无需外部热敏电阻即可控制风扇速度。标准的 I2C 2 线接口读取数据并配置设置,最大频率为 100kHz。TC654 还测量和监控风扇的每分钟转数 (RPM),这代表了风扇的健康状况。随着风扇轴承的磨损,风扇会减速并最终停止(转子锁定)。TC654 可以通过监控风扇的 RPM 水平检测风扇的开路、短路、未连接和转子锁定状态。除了可以通过 mikroBUS™ 插座的 FLT 引脚获得此信息

外,还可以通过标有 FAULT 的红色 LED 视觉检测到这种情况。风扇 RPM 数据和阈值寄存器可以通过 I2C 接口获取,从而实现完整的系统控制。除了两个风扇连接端子外,还有另一个终端 VFAN,用于 FAN1 的外部 12V 电源。FAN2 使用来自 5V mikroBUS™ 电源轨的必要供电。该 Click board™ 可以在 3.3V 和 5V 逻辑电压水平下运行,通过 VCC SEL 跳线选择。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,该 Click board™ 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。

Fan 5 Click hardware overview 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
Fault Indicator
PA12
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!”

原理图

Fan 5 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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

该库包含 Fan 5 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • fan5_get_rpm1 - Fan 5 获取 FAN1 的速度

  • fan5_set_duty_cycle - Fan 5 设置占空比

  • fan5_turn_on_fans - Fan 5 打开风扇

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Fan 5 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of FAN 5 click board by controlling and 
 * regulating the fan motors speed.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver, performs the click default configuration, reads 
 * manufacturer id and sets configuration in correspondence to user-selected mode.
 *
 * ## Application Task
 * If Fan control is selected example will monitor FAN 1 speed and if the speed 
 * falls below 500 RPM for longer then 2.4 seconds fan output will be disabled.
 * In other case, example is showcasing speed control by changing duty cycle and 
 * monitoring fan speed.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "fan5.h"

#define FAN_CONTROL_MODE

static fan5_t fan5;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    fan5_cfg_t fan5_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.
    fan5_cfg_setup( &fan5_cfg );
    FAN5_MAP_MIKROBUS( fan5_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == fan5_init( &fan5, &fan5_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( FAN5_ERROR == fan5_default_cfg ( &fan5 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    fan5_turn_on_fans( &fan5 );
    uint8_t id = 0;
    fan5_get_mfr_id( &fan5, &id );
    log_printf( &logger, " Manufacturer ID: 0x%X \r\n", ( uint16_t ) id );
    
#if defined FAN_CONTROL_MODE
    fan5_set_duty_cycle( &fan5, FAN5_100_PER_DUTY );
    fan5_set_fan_fault1( &fan5, 500 );
#else
    fan5_set_duty_cycle( &fan5, FAN5_30_PER_DUTY );
    fan5_set_fan_fault1( &fan5, 0 );
#endif
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
#if defined FAN_CONTROL_MODE
    uint16_t speed = 0;
    uint8_t flag_data = 0;
    
    fan5_get_rpm1( &fan5, &speed);
    log_printf( &logger, " SPEED: %d RPM \r\n", speed );
    
    if ( FAN5_FAULT == fan5_get_fault_state( &fan5 ) )
    {
        fan5_get_status_flags ( &fan5, &flag_data );
        log_printf( &logger, " FLAG: %d \r\n", flag_data );
        if ( FAN5_F1F_FLAG & flag_data )
        {
            log_printf( &logger, " FAN SPEED DROPED !!! \r\n" );
            log_printf( &logger, " OUTPUT IS DISABLED \r\n" );
            fan5_turn_off_fans( &fan5 );
            for( ; ; );
        }
    }
    
    Delay_ms( 2000 );
#else
    uint16_t speed;
    uint8_t duty_value;
    
    for ( duty_value = FAN5_30_PER_DUTY; duty_value <= FAN5_100_PER_DUTY; duty_value++ )
    {
        fan5_set_duty_cycle( &fan5, duty_value );
        log_printf( &logger, " Duty value: %d \r\n", ( uint16_t ) duty_value );
        Delay_ms( 5000 );
        fan5_get_rpm1( &fan5, &speed);
        log_printf( &logger, " SPEED: %d RPM \r\n", speed );
        Delay_ms( 500 );
    }
#endif
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

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