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30 分钟

使用 NAU7802 和 STM32F031K6 设置重量精度的标准

称重变得更智能

Load Cell 2 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Load Cell 2 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

在各种环境中通过精确的重量测量来解锁基于数据的决策。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Load Cell 2 Click是基于Nuvoton的NAU7802,这是一款精密低功耗24位模拟-数字转换器(ADC),具有内置低噪声可编程增益放大器(PGA)、内置RC或晶体振荡器以及精密24位sigma-delta(Σ-Δ)模拟到数字转换器(ADC)。NAU7802设备可实现高达23位的ENOB(有效位数)。该设备为桥接/传感器测量提供了完整的前端解决方案,例如称重秤、应变仪等许多高分辨率、低采样率的应用。NAU7802具有许多内置功能,可在低外部部件计数的情况下

实现高性能应用。此外,工作电流和待机电流低,且包含许多电源管理功能。这些功能使得只有在需要时才供电芯片的那些元件,并且如果不需要完整的23位ENOB性能,则以大大降低的功率运行。可编程增益放大器(PGA)提供了可选择的增益,范围从1到128。A/D转换是通过sigma-delta调制器和可编程FIR滤波器执行的,该滤波器提供了一个同时的50Hz和60Hz陷波滤波器,以提高抗干扰能力。此外,该设备提供了标准的2线接口,与I2C协议兼容,可简单

直接地连接到各种可能的主机处理器并进行互操作。对于低精度应用,不需要校准,但在敏感应用中可能需要。当使用校准时,系统设计人员有三种选项(详见NAU7802数据手册)。这个Click board™只能使用3.3V逻辑电压级别进行操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板子必须执行适当的逻辑电压级别转换。此外,它配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Load Cell 2 Click top side image
Load Cell 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
Data Ready
PA12
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB6
SCL
I2C Data
PB7
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Load Cell 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 Load Cell 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • loadcell2_get_weight - 获取重量的函数

  • loadcell2_get_result - 获取结果的函数

  • loadcell2_calibration - 校准函数

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 
 * \brief LoadCell2 Click example
 * 
 * # Description
 * Load Cell 2 Click is a weight measurement Click 
 * which utilizes a load cell element, 
 * in order to precisely measure the weight of an object. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes I2C driver and performs the device reset, 
 * and performs the device reset, set power on and default configuration.
 * Sets tare the scale, calibrate scale and start measurements.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is an example which demonstrates the 
 * use of Load Cell 2 Click board. 
 * Display the measurement of scales in grams [g].
 * Results are being sent to the Usart Terminal 
 * where you can track their changes.
 * All data logs write on USB uart changes for every 1 sec.
 * 
 * \author Nenad Filipovic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "loadcell2.h"

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

static loadcell2_t loadcell2;
static log_t logger;

static loadcell2_data_t cell_data;
static float weight_val;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    loadcell2_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.

    loadcell2_cfg_setup( &cfg );
    LOADCELL2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    loadcell2_init( &loadcell2, &cfg );
    
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "     Load cell Click     \r\n");
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    Delay_ms ( 100 );
    
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "   Reset all registers   \r\n");
    loadcell2_reset( &loadcell2 );
    Delay_ms ( 100 );
    
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "        Power On         \r\n");
    loadcell2_power_on( &loadcell2 );
    Delay_ms ( 100 );

    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "   Set default config.   \r\n");
    loadcell2_default_cfg( &loadcell2 );
    Delay_ms ( 100 );

    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "      Calibrate AFE      \r\n");
    loadcell2_calibrate_afe( &loadcell2 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "     Tare the scale :    \r\n");
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - -\r\n");
    log_printf( &logger, " >> Remove all object << \r\n");
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - -\r\n");
    log_printf( &logger, " In the following 10 sec \r\n");
    log_printf( &logger, " please remove all object\r\n");
    log_printf( &logger, "     from the scale.     \r\n");
    // 10 seconds delay
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "    Start tare scales    \r\n");
    loadcell2_tare ( &loadcell2, &cell_data );
    Delay_ms ( 500 );

    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "   Tarring is complete   \r\n");
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "    Calibrate Scale :    \r\n");
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - -\r\n");
    log_printf( &logger, "   >>> Load etalon <<<   \r\n");
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - -\r\n");
    log_printf( &logger, " In the following 10 sec \r\n");
    log_printf( &logger, "place 1000g weight etalon\r\n");
    log_printf( &logger, "    on the scale for     \r\n");
    log_printf( &logger, "   calibration purpose.  \r\n");
    // 10 seconds delay
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "    Start calibration    \r\n");

    if ( loadcell2_calibration ( &loadcell2, LOADCELL2_WEIGHT_1000G, &cell_data ) == LOADCELL2_GET_RESULT_OK )
    {
        log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
        log_printf( &logger, "    Calibration  Done    \r\n");

        log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - -\r\n");
        log_printf( &logger, "  >>> Remove etalon <<<  \r\n");
        log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - -\r\n");
        log_printf( &logger, " In the following 10 sec \r\n");
        log_printf( &logger, "   remove 1000g weight   \r\n");
        log_printf( &logger, "   etalon on the scale.  \r\n");
        // 10 seconds delay
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
        log_printf( &logger, "   Calibration  Error   \r\n");
        for ( ; ; );
    }

    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
    log_printf( &logger, "   Start measurements :  \r\n");
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n");
}

void application_task ( void )
{
    weight_val = loadcell2_get_weight( &loadcell2, &cell_data );

    log_printf(&logger, "   Weight : %.2f g\r\n", weight_val );

    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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