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使用GUVB-C31SM和STM32G474RE深入了解UVB辐射

保护您的皮肤:革命性的UVB感应解决方案

UVB Click with Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

UVB Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G474RE

发现我们的解决方案如何提供准确的UVB数据,以便做出明智的决策,实现更健康的生活。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

UVB Click 基于 GenUV 的 GUVB-C31SM 数字 UV 传感器。该传感器可以检测 UVB 光,因为它包含片上 GaN 传感器用于 UVB。光电探测器生成的电流由 ADC 转换和测量,并变为 16 位分辨率的数字数据。测量数据可以通过 I2C 串行接口传输到主机。传感器的光谱响应范围为 240nm 至 320nm,覆盖了 UVB 光谱的全部范围,定义为波长从 280nm 到 315nm 的光。大气层阻挡了约 77% 的太阳紫外线,到达地球表面的紫外线

中,95% 以上是较长波长的 UVA,剩余的少部分是 UVB。过度暴露于 UVB 辐射不仅会导致晒伤,还会引起某些形式的皮肤癌。UVB 辐射会直接导致 DNA 损伤。这种癌症联系是对臭氧层消耗和臭氧洞问题的担忧之一。UV 光的一个好处是它会导致人体产生维生素 D(特别是 UVB),这是生命必需的。人体需要一些 UV 辐射来维持足够的维生素 D 水平;然而,过度暴露会产生有害影响,通常超过其好处。考虑到这些,了解您暴露

的 UVB 辐射量是非常有用的,而 UVB Click 板™ 是此类目的的完美解决方案,也是开发可穿戴设备或天气站以报告 UVB 光强度的完美工具。由于传感器仅供电 3.3V,此 Click 板™ 还配备电压电平转换器。为了进行电平转换,使用了 PCA9306 双向 I2C 总线和 SMBus 电压电平转换器。该电平转换 IC 允许将 I2C 信号电平转换为由板载 SMD 跳线 VCC SEL 选择的电压电平。这允许 3.3V 和 5V 兼容的 MCU 与 UVB Click 接口。

UVB Click top side image
UVB Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G474R 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 STM32G474RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G474RE front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

128k

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
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
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

原理图

UVB 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 STM32G474RE 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
BarGraph 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-64 with STM32GXXX MCU MB 1 Micro B Conn - 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
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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

该库包含 UVB Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • uvb_configuration - Example

  • uvb_read_byte - Example

  • uvb_get_uv_data - Example

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * @file main.c
 * @brief UVB Click example
 *
 * # Description
 * This Click is ultraviolet sensing board, capable of measuring UV index between 0 to 16. 
 * UVB Click supports integrated functions of ultraviolet light sensors.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization driver init, check communication and configuration module for measurement.
 *
 * ## Application Task
 * Reads UVB data and logs to the USBUART every 1500ms.
 *
 * @author Mikroe Team
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "uvb.h"

static uvb_t uvb;
static log_t logger;

static uint16_t uvb_data;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    uvb_cfg_t uvb_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * 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.
    uvb_cfg_setup( &uvb_cfg );
    UVB_MAP_MIKROBUS( uvb_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = uvb_init( &uvb, &uvb_cfg );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    uvb_default_cfg ( &uvb );
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
}

void application_task ( void ) 
{
    uvb_data = uvb_get_uv_data( &uvb );

    log_printf( &logger, ">> UVB data: %d\r\n", uvb_data );

    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1500 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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