中级
30 分钟

使用 ACS711 和 STM32F031K6 体验实时电流洞察。

霍尔效应的精准度为您服务!

Hall current 2 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Hall current 2 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

借助我们的解决方案的实时监测能力和精确驱动的数据,使您的解决方案能够迅速响应电流行为的波动。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Hall Current 2 Click基于 Allegro Microsystems 的ACS711,这是一款霍尔效应线性电流传感器,适用于100V以下的过电流故障输出隔离应用。该传感器利用霍尔效应现象测量通过IC内部保险丝输入引脚的电流。这使得串联电阻保持非常低。IC的输入导轨中的电流流动产生磁场,导致集成传感器中的霍尔效应。产生的电压经过ACS711 IC的内部部分进一步调理和偏移,并在调理后出现在VIOUT引脚的输出上。输出电压按110mV/A的步长与输入电流线性变化。输出电压通过缓冲电路传递,包括LM358 - 低噪声运算放大器以单位增益配置,以允许通过外部ADC进行转换。此缓冲网络的输出连接到mikroBUS™的AN引脚,允许外部AD转换或以其他方式利用输出电压。输出电压的响应时间非常短 - 在微秒

级别。输出电压也路由到MCP3221,这是一款带有I2C接口的12位SAR类型ADC,来自Microchip。此ADC在几种不同的Click board™设计中使用,因为它可以实现准确的转换,需要较少的外部元件,并且具有相当不错的信噪比(SNR)。它可以达到22.3 kps,这样可以为大多数目的提供良好的测量分辨率。在将ACS711输出电压转换为数字值后,可以通过MCP3221 ADC的I2C总线读取它。I2C总线线路被路由到mikroBUS™的相应I2C线路(SCL - 时钟;SDA - 数据)。提供的库包含用于简化读取转换值的函数。FAULT引脚指示过电流条件。如果测量电流超出了指定范围,此引脚将锁定为LOW逻辑电平。此引脚的响应速度非常快,仅为1.3 µs,使其可以用作过电流保护电路的一部分。自然

地,它可以用作中断引脚,在主机MCU上触发中断请求。因此,它被路由到mikroBUS™的INT引脚。但是,一旦锁定,ACS711 IC需要循环电源以释放FAULT引脚。这可以通过将mikroBUS™的RST引脚拉到高逻辑电平来完成。这将通过PNP BJT切断电源。将RST引脚拉到低逻辑电平将再次允许电流通过BJT流动;因此,ACS711将释放FAULT引脚。RST引脚应保持在低逻辑电平以进行正常操作。板载的SMD跳线允许在3.3V和5V之间进行选择。这允许3.3V和5V MCU与Hall Current 2 Click通信。ACS711 IC提供高达100V的电气隔离。在操作高电压时,应小心不要触摸Click board™。

Hall current 2 Click hardware overview image
Hall Current 2 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 Output
PA0
AN
Reset
PA11
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
Interrupt
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!”

Click board™ 原理图

Hall current 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
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

该库包含用于 Hall Current 2 Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • hallcurrent2_generic_read - 该函数从所需的寄存器读取数据。

  • hallcurrent2_reset - 该函数将重置芯片状态以复位芯片。

  • hallcurrent2_get_current - 以毫伏为单位读取电流值。

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 
 * \brief HallCurrent2 Click example
 * 
 * # Description
 * This application very accurately measures current using Hall effect.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes Driver init and reset chip
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads current and logs on usbuart every 1 second.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hallcurrent2.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static hallcurrent2_t hallcurrent2;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    hallcurrent2_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    hallcurrent2_cfg_setup( &cfg );
    HALLCURRENT2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    hallcurrent2_init( &hallcurrent2, &cfg );

    hallcurrent2_reset( &hallcurrent2 );
}

void application_task ( void )
{
    int16_t current_data;

    current_data = hallcurrent2_get_current( &hallcurrent2 );
    log_printf( &logger, "--- Current : %d mA\r\n", current_data );
    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

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。