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使用 iAQ-Core 和 STM32G431RB 创建您自己的空气质量监测仪

空气质量监测变得简单

Air quality 2 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

Air quality 2 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

加入我们,通过先进的空气质量技术共同推动更健康的空气。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Air Quality 2 Click基于ScioSense的iAQ-Core室内空气质量传感器,用于测量挥发性有机化合物(VOC)水平,并提供CO2当量和TVOC(总挥发性有机化合物)当量的预测。该点击板设计可在3.3V或5V电源上运行,并通过I2C与目标MCU通信。塑料帽和过滤膜保护传感器。这个膜不应该被移除或触摸。CO2当量的感知范围为450到2000 ppm(百万分之一),TVOC当量的范围为125到600 ppb(十亿分之一)。启动后,首次功能读数仅需5分钟。传感器上电后,您无需等待进行校准。您将在制作

一杯咖啡所需的时间内获得所需的所有读数。iAQ-Core传感器具有自动基线校正(ABC),这意味着您无需进行任何进一步的校准。在正常室内环境中,您可以使用它多年。空气质量2 Click具有低功耗(在脉冲模式下最大为9mW,在连续模式下为66mW),非常适合智能家居应用和需要长电池寿命的物联网项目和设备。挥发性有机化合物,即VOC,是有机化学品。它们在室温下具有非常高的蒸气压,并且一些可能对人类健康有害。这些化学品是碳基的(甲醛、甲苯、苯等),因为它们在室温下变

成气体,所以被称为“挥发性”。它们来自我们日常使用的各种产品,如发胶、家用清洁产品、油漆或空气清新剂。该Click板可以使用通过PWR SEL跳线选择的3.3V或5V逻辑电压电平运行。这样,既能够使用3.3V又能够使用5V能力的MCU可以正确使用通信线路。此外,该Click板配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Air quality 2 Click top side image
Air quality 2 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
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!”

Click board™ 原理图

Air quality 2 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

这个库包含了Air Quality 2 Click驱动器的API。

关键函数:

  • airquality2_generic_read - 该函数读取数据。

  • airquality2_get_all_data - 读取有关室内空气质量的所有数据信息。

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 Airquality2 Click example
 * 
 * # Description
 * This app measure indoor air quality.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization device.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is a example which demonstrates the use of Air quality 2 Click board.
 * Read all data information about the indoor air quality
 * from register on the iAQ-Core module, display Prediction Value CO2 [ ppm ],
 * Prediction Value TVOC [ ppb ] and Resistance Value.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * All data logs on usb uart for aproximetly every 5 sec.
 * 
 * ## NOTE
 * The sensor is in warm-up phase when the status is RUNIN. The user should wait
 * for status OK in order to get valid data output.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "airquality2.h"

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

static airquality2_t airquality2;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    airquality2_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.

    airquality2_cfg_setup( &cfg );
    AIRQUALITY2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    airquality2_init( &airquality2, &cfg );
    
    // Click calibration 
    uint8_t dummy_buffer[ 9 ];
    airquality2_generic_read( &airquality2, dummy_buffer, AIRQUALITY2_READ_ALL );
    
    log_printf( &logger, "----------------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "           Air quality 2          \r\n" );
    log_printf( &logger, "----------------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t status_info;
    uint16_t value_co2;
    uint16_t value_tvoc;
    int32_t resistance;

    status_info = airquality2_get_all_data( &airquality2, &value_co2, &value_tvoc, &resistance );
    Delay_100ms( );

    if ( status_info == AIRQUALITY2_STATUS_OK )
    {
        log_printf( &logger, "       | Status : OK     |\r\n" );
    }
    if ( status_info == AIRQUALITY2_STATUS_BUSY )
    {
        log_printf( &logger, "       | Status : BUSY   |\r\n" );
    }
    if ( status_info == AIRQUALITY2_STATUS_ERROR )
    {
        log_printf( &logger, "       | Status : ERROR  |\r\n" );
    }
    if ( status_info == AIRQUALITY2_STATUS_RUNIN )
    {
        log_printf( &logger, "       | Status : RUNIN  |\r\n" );
    }

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

    log_printf( &logger, " CO2        : %u [ ppm ] \r\n", value_co2 );

    log_printf( &logger, " TVOC       : %u [ ppb ] \r\n", value_tvoc );

    log_printf( &logger, " Resistance : %ld [ Ohm ] \r\n", resistance );

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

    Delay_1sec( );
    Delay_1sec( );
    Delay_1sec( );
    Delay_1sec( );
    Delay_1sec( );
}

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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