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30 分钟

通过使用LTV-817S和STM32F031K6增强您的电子设备的光隔离能力

信号的守护者:OptoSentry实现完全隔离!

OPTO 4 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

OPTO 4 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

通过将您的电路与电气噪声和干扰隔离开来,实现更清晰、更可靠的信号传输。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Opto 4 Click基于ON Semiconductor的LTV-817S,这是一款带有高隔离电压的光耦合器。这是一个单通道的光耦合器,它使用微控制器(MCU)的输出引脚提供的低电流来激活其输出级。除了内部偏置LED外,MCU还驱动额外的外部黄色LED,用于指示MCU输出处于高逻辑电平。该LED标记为ON,用于指示光耦合器输出级(导电或非导电)的状态。主机MCU使用mikroBUS™的CS引脚驱动LTV-817S光耦合器的输入级。光耦合器的工作原理非常简单:一个发光元件 - 通常是红外LED - 集成在一块芯片上,与感光元件一起,通常是感光晶体管。LED和感光晶体管在电气上被隔离,但在光学上不是:当内部LED通电时,它发出光,使输出级处的感光晶体管的基极偏置,从而允许电流通过。在实践中,光耦合器可能配备有额外的元件,例如施密特触发器、光敏达林顿对、各种配置的MOSFET等。光耦合器的输出级

用于驱动由ON Semiconductor制造的采用PowerTrench®技术的外部功率MOSFET,例如FDD10AN06A0。由于其极低的导通电阻(通常为10 mΩ,10V),这个MOSFET允许更多的电流流过连接的负载。此MOSFET设计用于开关电路和DC/DC转换器,为这些应用提供了高效率。因此,它的栅极终端上的电容非常低,可以通过相对较高频率的PWM信号进行驱动。光耦合器的输出级连接到外部电源连接器的VIN端子,标记为POWER。当光耦合器的输出级关闭时(mikroBUS™的CS引脚处于高逻辑电平),它将功率MOSFET的栅极连接到VIN电压,从而启用功率MOSFET。当光耦合器的输出级打开时(CS引脚处于低逻辑电平),MOSFET的栅极将通过10K电阻被拉至GND,从而禁用MOSFET。在启用时,功率MOSFET将能够通过连接到LOAD端子的外部负载传导电流。光耦合器的输出级还有

一个绿色LED指示灯,标记为OUT,用于指示POWER端子之间存在有效的电压水平。VIN端子上的欠压电路可防止外部电源电压下降至10V以下。理想情况下,电源电压应保持在12V以上。重要的是外部电源电压保持在10V以上,因为在这种情况下,MOSFET的导通电阻约为10 mΩ,确保通过负载的高电流不会导致明显的热耗散。随着外部连接的电源电压下降,可能会导致功率MOSFET的导通电阻在激活欠压电路之前就足够上升(取决于负载中的电流),从而导致其损坏。因此,外部电源的电压必须保持在10V以上,以确保这个Click board™能够可靠地工作。欠压保护功能可在发生短路情况时关闭负载:在短路事件期间,电源电压可能会下降,导致欠压电路被激活。但是,如果使用合理强大的电源,短路电流可能足以破坏功率MOSFET或输入端子。

OPTO 4 Click top side image
OPTO 4 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
Optocoupler Input
PA4
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
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

OPTO 4 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OPTO 4 Click驱动程序的API。

关键功能:

  • opto4_output_enable - 用于启用或禁用输出的函数

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 OPTO 4 Click example
 * 
 * # Description
 * This click sets power on switch enabled and disabled.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver init.
 * 
 * ## Application Task  
 * The Output voltage enable and disable every 3 sec.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "opto4.h"

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

static opto4_t opto4;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    opto4_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.

    opto4_cfg_setup( &cfg );
    OPTO4_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    opto4_init( &opto4, &cfg );
}

void application_task ( )
{
    opto4_output_enable( &opto4, OPTO4_OUTPUT_ENABLE );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    opto4_output_enable( &opto4, OPTO4_OUTPUT_DISABLE );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    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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