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30 分钟

使用MCS1801和STM32F031K6实现精确的电流测量

您的电流专家!

Hall Current 14 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Hall Current 14 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

无误的交流/直流电流感应解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Hall Current 14 Click基于MCS1801,这是一款来自Monolithic Power Systems(MPS)的霍尔效应电流传感器,它发送与由于电流通过主输入导体而产生的磁场强度成正比的模拟电压。通过差分感应对外部磁场免疫,MCS1801可以检测设计用于±25A电流范围的直流和交流电流。设备精度为±3%,在工作环境温度范围内通过霍尔传感器附近的磁信号优化。低电阻的主导体允许电流流经靠近IC的位置,包含高精度霍尔效应传感器。该电流在两个不同点产生一个由集成霍尔效应换能器感应到的磁场。这两个

点之间的磁场差异随后转换为与施加电流成比例的电压(模拟输出)。MCS1801的模拟输出信号可以使用MCP3221转换为数字值,MCP3221是Microchip使用2线I2C兼容接口的12位分辨率的逐次逼近A/D转换器,或者可以直接发送到标记为AN的mikroBUS™插座的模拟引脚。选择可以通过板载标记为AD SEL的SMD跳线进行,设置到标记为AN和ADC的适当位置。MCP3221提供一个单端输入,具有低功耗、低最大转换电流和分别为250μA和1μA的待机电流。在标准模式下数据传输速度可

达100kbit/s,在快速模式下可达400kbit/s。此外,在连续转换模式下,MCP3221的最大采样率可达22.3kSPS,时钟速率为400kHz。此外,此Click板™应与负载串联连接。两个板载端子连接器测量电流,一个端子块用于正电流输入,另一个用于负电流输入。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择使用3.3V或5V逻辑电压电平。这样,3.3V和5V兼容的MCU都可以正确使用通信线。然而,此Click板™配备了包含易于使用的功能和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。

Hall Current 14 Click hardware overview image
Hall Current 14 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
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

Hall Current 14 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
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 Hall Current 14 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • hallcurrent14_read_voltage - 此函数读取原始ADC值并将其转换为相应的电压水平。

  • hallcurrent14_set_vref - 此函数设置Hall Current 14 click驱动器的电压参考。

  • hallcurrent14_read_current - 此函数基于@b HALLCURRENT14_NUM_CONVERSIONS的电压测量值读取输入电流水平[A]。

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 Hall Current 14 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Hall Current 14 click board by reading and
 * displaying the input current measurements.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the input current measurements and displays the results on the USB UART
 * approximately once per second.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hallcurrent14.h"

static hallcurrent14_t hallcurrent14;   /**< Hall Current 14 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    hallcurrent14_cfg_t hallcurrent14_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.
    hallcurrent14_cfg_setup( &hallcurrent14_cfg );
    HALLCURRENT14_MAP_MIKROBUS( hallcurrent14_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = hallcurrent14_init( &hallcurrent14, &hallcurrent14_cfg );
    if ( ( ADC_ERROR == init_flag ) || ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float current = 0;
    if ( HALLCURRENT14_OK == hallcurrent14_read_current ( &hallcurrent14, &current ) ) 
    {
        log_printf( &logger, " Current : %.3f[A]\r\n\n", current );
        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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