中级
30 分钟

使用Si1153和STM32F031K6提升日常生活的安全性和效率

无缝近距离感应:智能交互的关键

Proximity 13 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Proximity 13 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

体验接近传感的魔力,这是一个便利与创新共存的世界的入口。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Proximity 13 Click基于Silicon Labs的Si1153,这是一款无触摸传感器IC,包含双23位模数转换器、集成高灵敏度可见光和红外光电二极管阵列、数字信号处理器和三个具有可编程驱动电平的集成LED驱动器。光电二极管响应和相关的数字转换电路对人工光闪烁噪声和自然光闪烁噪声具有出色的免疫力。默认情况下,测量参数针对室内环境光水平进行了优化,可以检测低光水平。对于在阳光直射下的操作,ADC可以编程为在高信号操作模式下运行,以便在不溢出的情况下测量阳光直射。Proximity 13 Click能够测量可见光和红外光。然而,可见光光电二极管也会受到红外光的影响。照度的测量需要与人眼相同的光谱响应。如果需要准确的照

度测量,必须补偿可见光光电二极管的额外红外响应。因此,为了允许主机对红外光的影响进行校正,SI1153-AB09-GMR在单独的通道上报告红外光测量。分离的可见光和红外光电二极管适用于各种算法解决方案。主机可以获取这两个测量值并运行算法,以得出人眼感知的等效照度水平。在主机中运行红外校正算法可以在调整系统相关变量时提供最大的灵活性。例如,如果系统中使用的玻璃阻挡可见光比阻挡红外光更多,则需要调整红外校正。在50厘米以内的距离内,双端口主动反射接近检测器相对于基于单端口运动的红外系统具有显著优势,后者仅适用于触发事件。基于运动的红外检测器可以识别接近范围内的物体,但仅当它们在移

动时。基于单端口运动的红外系统对于即使在接近范围内的静止物体也存在歧义。Proximity 13 Click可以可靠地检测到物体进入或离开指定的接近范围,即使物体没有移动或移动非常缓慢。然而,在大约30-50厘米以外,即使有良好的光学隔离,由于附近物体(如桌子、墙壁等)的静态反射,可能需要单端口信号处理。如果接受运动检测,SI1153-AB09-GMR可以通过单个产品窗口实现高达50厘米的范围。由于三个红外LED以L形配置放置,因此可以在三维接近场内对物体进行三角测量。因此,可以在主机软件的帮助下实现无触摸用户界面。

Proximity 13 Click top side image
Proximity 13 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
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

Proximity 13 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
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 Proximity 13 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • proximity13_generic_write - 此功能将数据写入所需寄存器。

  • proximity13_generic_read - 此功能从所需寄存器读取数据。

  • proximity13_read_channels - 此功能读取所有启用的通道。

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 Proximity13 Click example
 * 
 * # Description
 * This demo application shows example for measuring close distance
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization of I2C module and additional pin, checks id of device, 
 * configurates device for measuring 1. channel,
 * and then sends command to start measuring
 * 
 * ## Application Task  
 * Appliction measures values every 100ms and logs result
 * 
 * \author Luka Filipovic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "proximity13.h"

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

static proximity13_t proximity13;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    proximity13_cfg_t cfg;
    uint8_t status;

    /** 
     * 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.

    proximity13_cfg_setup( &cfg );
    PROXIMITY13_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    proximity13_init( &proximity13, &cfg );
    
    status = proximity13_get_int_pin_status( &proximity13 );
    while ( status != PROXIMITY13_PIN_HIGH );

    status = porximity13_check_id( &proximity13 );
    if ( status == PROXIMITY13_OK )
    {
        log_info( &logger, " Device OK" );
    }
    else
    {
        log_info( &logger, " Device Error" );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Setting default configuration" );
    proximity13_default_cfg ( &proximity13 );
    
    proximity13_send_command( &proximity13, PROXIMITY13_CMD_START );
    log_info( &logger, " Starting measurement" );
}

void application_task ( void )
{
    proximity13_chn_val_t chn_val;

    proximity13_read_channels( &proximity13, &chn_val );

    log_printf( &logger, " Data : %lu\r\n", chn_val.channel_1 );

    Delay_ms ( 100 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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