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30 分钟

使用AS7225和STM32G431RB迈入照明控制的未来

从日落到日出:为每种心情提供环境光感应

Ambient 3 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

Ambient 3 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

我们的尖端环境光强度感应解决方案利用先进的光电探测器和算法,精确测量和实时控制光照水平。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Ambient 3 Click基于ams OSRAM的AS7225,这是一个带有UART和I2C接口的校准XYZ色度智能照明调节器。该传感器利用了标准观察者三刺激值(XYZ)干扰滤光片,这些滤光片作为CMOS工艺的一部分应用于校准的XYZ色度智能照明调节器光学通道上。通过利用敏感的光电二极管、低噪声放大器和16位A/D转换器(ADC),该传感器可以直接提供数据,无需进行复杂的计算。校准是使用标准白光LED在各种CCT下完成的,以实现高精度,并在大多数设计中消除了逐个灯光校准的需求。高动态范围和对不同光源的线性响应使得该传感器可以放置在暗玻璃或其他半透明材料制成的面板后面。AS7225传感器的寄存器分为七个主要组,这使得配置和使用非常简单。即使如此,它也配备了mikroSDK兼容库,进一步简化了开发。然而,如果需要,可以在AS7225的数据手册中找到对每个命令的更

详细的解释。通过使用这些寄存器,用户可以根据应用的要求配置Click board™和配备的AS7225传感器,对其进行微调。所有工作参数,包括灵敏度、积分时间、中断检测、中断触发的持续性保护、中断的低和高阈值窗口,都可以使用这些寄存器设置。最后,环境光感应(ALS)结果可以在校准传感器结果寄存器组中找到。用户还可以通过读取相应的寄存器来访问原始值数据和校准系数。数据可以使用8位I2C接口以LSB/MSB格式读取或写入。寄存器位DATA_RDY提供了有关已完成的积分和计算的信息。当外部MCU的新计算PWM调光百分比值可用时,会生成一个中断事件,将此引脚断开到低电平。如果中断寄存器位的任一(RDY_INT = 1,PWM_INT = 1)被使能,那么当其中任何一个活动变为活动时,表示数据可用,INT引脚会被拉低,除了设置就绪寄存器位(s)。当读取适当的

控制寄存器(CONV_Control和/或DIR_ Control)时,中断线被释放。中断引脚被路由到mikroBUS™ INT引脚。AS7225的初始设置和持续参数存储是通过外部串行Flash存储器自动完成的,通过SPI总线。因此,Ambient 3 click板上带有AT25SF041-XMHD-T IC – 一个4MB的Flash存储器模块。AS7225包含一个串行UART接口,用于连接到闪存存储器。Click board™由mikroSDK库支持,该库包含简化开发的函数。mikroSDK功能有很好的文档说明,但仍然需要AS7225的数据手册,该手册列出了所有寄存器及其特定功能。这个Click board™只能使用3.3V的逻辑电压级别。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电压级别转换。此外,它还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。

Ambient 3 Click top side image
Ambient 3 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G431RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G431RB front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32k

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PC12
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
PC14
INT
UART TX
PA3
TX
UART RX
PA2
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Ambient 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G431RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32G474RE MCU front image hardware assembly
LTE Cat.1 6 Click front image hardware assembly
Prog-cut 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 Compiler Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Clicker 4 for STM32F4 HA MCU 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 这个库包含了Ambient 3 Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • ambient3_get_device_temperature - 获取设备温度

  • ambient3_get_data_in_LUX - 该函数读取光照强度数据(单位:勒克斯)

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 Ambient3 Click example
 * 
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Ambient 3 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and logger.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the device temperature, and daylight in LUX and logs results to USB UART each second.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ambient3.h"

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

static ambient3_t ambient3;
static log_t logger;

static uint8_t temperature;
static uint16_t data_lux;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    ambient3_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.

    ambient3_cfg_setup( &cfg );
    AMBIENT3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    ambient3_init( &ambient3, &cfg );
    ambient3_default_cfg( &ambient3 );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( )
{
    temperature = ambient3_get_device_temperature( &ambient3 );
    log_printf( &logger, " - Device temperature in Celsius : %u\r\n", ( uint16_t ) temperature );

    data_lux = ambient3_get_data_in_lux( &ambient3 );
    log_printf( &logger, " - Light in LUX : %u\r\n", data_lux );
    log_printf( &logger, " --------------------\r\n" );
    
    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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