提升您的热感知能力,通过我们的先进热成像解决方案,增强您在项目和流程中监控、分析和优化与温度相关方面的能力。
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硬件概览
它是如何工作的?
IR Grid 3 Click 基于Melexis的MLX90640ESF-BAA,具有32x24 IR阵列传感器。该传感器包含8 Kbit EEPROM,用于存储所有补偿和校准参数,以及一些可编辑的用户参数,例如配置寄存器、I2C地址等。这些传感器可以相对于冷端温度测量温度,因此,MLX90640ESF-BAA IR传感器集成了一个PTAT(与绝对温度成比例)补偿传感器。该设备还包含电源电压测量单元,允许进行电源监控。建议供电电压尽可能准确,如果使用MikroElektronika开发系统,则可以确保这一点。IR传感器阵列以及PTAT传感器读数由快速内部ADC采样并存储在RAM中,可以通过I2C访问。ADC的分辨率可以在16bit和19bit之间编程。此Click板上的MLX90640ESF-BAA IR传感器具有110°x75°的视场(FOV),IR感应元件排列在32x24的网格中。每个传感器在其单独的FOV中测量温度,允许主机MCU构建热成像或计算查看场景中每个点的温度。测量结果存储在板载RAM中。整个RAM区域分为两页,访问模式由配置寄存器控制(棋盘模式或交错模
式)。配置参数在工厂校准为棋盘模式,当使用此模式时可产生最准确的结果。默认情况下选择棋盘模式。提供两种操作模式:设备可以以编程的刷新率(高达64帧每秒)连续采样IR元件的数据,或者通过采样所选页面来获取一帧数据。状态字节包含指示特定页面读取完成的标志。配置和控制寄存器允许配置工作参数。这些寄存器包含控制传感器IC行为的位:刷新率、ADC分辨率、测量模式(连续或步进模式)、睡眠模式、I2C模式(FM或FM+)等。在POR周期后,EEPROM寄存器中的数据被复制到工作RAM寄存器中,使设备准备好立即运行。除了默认工作参数外,EEPROM IC还包含所有补偿参数,这些参数对于完成准确的热计算是必要的。操作此传感器时必须遵循一定的工作流程。该工作流程包括计算存储在EEPROM中每个元件的补偿参数。这些计算包括环境温度计算、像素偏移计算、像素与像素的灵敏度差异补偿、物体发射率补偿和物体温度计算。MLX90640ESF-BAA IR传感器的数据手册包含这些方程式,这些方程式使用
EEPROM中存储的参数。然而,此Click板由包含简化了与此传感器工作功能的库支持。需要注意的是,传感器测量物体的IR发射率,因此可以预期某些材料由于其低发射率而不能被此传感器准确测量,例如铝。为了更好地理解材料的发射率特性,可以以穿着衣服的人为例:测量的温度将反映衣服的温度,而不是人体本身的温度(已知约为37˚C)。应注意不要将Click板暴露在冷或热空气流中,因为这会导致真实温度的错误读数。此传感器要求传感器封装周围的温度保持恒定。MLX90640ESF-BAA IR传感器使用3.3V可获得最佳结果。虽然IR传感器本身的电源来自3.3V mikroBUS™轨道,但为了支持使用5V兼容逻辑电平的MCU,此Click板配备了由德州仪器生产的PCA9306双向I2C电平转换器IC。这允许通过标记为VCC SEL的SMD跳线选择逻辑电压电平。除了I2C总线线外,没有使用mikroBUS™的其他线路。I2C总线线被路由到mikroBUS™的相应引脚。
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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

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™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
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
此库包含IR Grid 3 Click驱动程序的API。
关键功能:
irgrid3_generic_write
- 此功能通过I2C串行接口从所选寄存器开始读取所需数量的数据字节irgrid3_get_frame_data
- 此功能用于获取帧数据irgrid3_get_pixel_temperature
- 此功能用于获取像素温度。
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 main.c
* @brief IRGrid3 Click example
*
* # Description
* The demo application displays a reading of ambient temperature and
* a 32x24 pixel object temperature matrix.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Configures the Click and log objects and sets the Click default configuration.
*
* ## Application Task
* Reads the temperature of all pixels every 500ms
* and displays it on USB UART in a form of a 32x24 matrix.
*
* @author Stefan Ilic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "irgrid3.h"
static irgrid3_t irgrid3;
static log_t logger;
void application_init ( void ) {
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
irgrid3_cfg_t irgrid3_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.
irgrid3_cfg_setup( &irgrid3_cfg );
IRGRID3_MAP_MIKROBUS( irgrid3_cfg, MIKROBUS_1 );
err_t init_flag = irgrid3_init( &irgrid3, &irgrid3_cfg );
if ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) {
log_error( &logger, " Application Init Error. " );
log_info( &logger, " Please, run program again... " );
for ( ; ; );
}
irgrid3_default_cfg ( &irgrid3 );
Delay_ms ( 1000 );
log_info( &logger, "---- Start measurement ----" );
}
void application_task ( void ) {
float px_matrix[ 768 ];
float temp_ambient;
irgrid3_get_pixel_temperature( &irgrid3, &temp_ambient, px_matrix );
log_printf( &logger, "\r\n>> Pixel temperature matrix 32x24 <<\r\n" );
for ( uint16_t cnt = 1 ; cnt < 769 ; cnt++) {
log_printf( &logger, "%.2f", px_matrix[ cnt - 1 ] );
if ( ( ( cnt % 32 ) == 0 ) ) {
log_printf( &logger, "\r\n" );
} else {
log_printf( &logger, " | " );
}
}
log_printf( &logger, "\r\n** Ambient (sensor) temperature is %.2f Celsius\r\n", temp_ambient );
Delay_ms ( 500 );
}
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