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30 分钟

使用BTS70041EPPXUMA1和STM32G431RB无缝处理15A负载

由ReverSave™保护的创新电源开关

PROFET Click - 15A with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

PROFET Click - 15A

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

赋予您的项目高效、适应性强和安全的智能高侧开关,能够精确管理多种应用的15A负载,并在反向极性情况下提供ReverSave™的额外保障。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

PROFET Click - 15A基于BTS70041EPPXUMA1,这是一款单通道智能高侧功率开关,具有英飞凌技术的嵌入式保护和诊断功能。BTS70041EPPXUMA1具有适用于15A负载的驱动能力,并配备“ReverseON”功能,在反向极性的情况下会使功率晶体管开启。它还提供出色的能效,减少电流消耗,具有先进的电流感应精度和更快的开关/转换速率,并且对电磁兼容性(EMC)没有影响,使其适用于电阻性、感性和电容性负载,替代机电继电器、保险丝和离散电路等多种应用。此Click board™使用三个数字引脚进行直接控制。标

有IN的输入引脚连接到mikroBUS™插座的PWM引脚,激活标记为VOUT的相应输出通道。此外,标有诊断启用(DEN)引脚连接到mikroBUS™插座的CS引脚,控制诊断和保护电路。与IN引脚结合使用,可以选择适当的工作状态:睡眠模式、待机模式和活动模式。BTS70041EPPXUMA1具有过温保护、过载保护、反向电源(GND和VIN反向供电)保护和过压保护功能。过温和过载保护在设备不处于睡眠模式时起作用,而过压保护在所有工作模式下都起作用。为了诊断目的,BTS70041EPPXUMA1在mikroBUS™插座的AN引

脚提供了数字和模拟信号的组合。PROFET Click支持外部电源为BTS70041EPPXUMA1供电,可以连接到标记为VIN的输入端子,电压范围应在4.1V到28V之间。VIN具有欠压检测电路,如果施加的电压低于欠压阈值,则防止激活功率输出级和诊断功能。一个标记为VIN的红色LED电源指示灯,指示外部电源的存在。此Click board™只能在3.3V逻辑电压水平下运行。使用不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,它配备了包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

PROFET Click - 15A hardware overview 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

Diagnosis Signal
PA15
AN
NC
NC
RST
Diagnosis Enable
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Output Channel Activation
PC8
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

PROFET Click - 15A 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
LTE Cat.1 6 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-64 with STM32GXXX MCU Access 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 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

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 PROFET Click - 15A 驱动程序的 API。

关键功能:

  • profet_read_an_pin_voltage - PROFET 读取 AN 引脚电压电平功能

  • profet_set_mode - PROFET 设置模式

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 PROFET 15A Click Example.
 *
 * # Description
 * This example showcases the ability of the PROFET 15A Click board.
 * It configures Host MCU for communication and then enables 
 * and disables output channel. Besides that, it reads the voltage 
 * of IS pin and calculates current on output.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of the communication modules(ADC and UART) 
 * and additional pins for controlling the device.
 *
 * ## Application Task
 * On every iteration of the task device switches between 
 * DIAGNOSTIC and OFF mode while it reads the voltage of IS pin 
 * and with that calculates current on output.
 * 
 * @note
 * Formula for calculating current on load: 
 * I_load = voltage(IS) x kILIS / 1.2 kΩ
 *
 * Click board won't work properly on the PIC18F97J94 MCU card.
 * 
 * @author Luka FIlipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "profet15a.h"

static profet15a_t profet15a;   /**< PROFET 15A Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    profet15a_cfg_t profet15a_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.
    profet15a_cfg_setup( &profet15a_cfg );
    PROFET15A_MAP_MIKROBUS( profet15a_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( profet15a_init( &profet15a, &profet15a_cfg ) == ADC_ERROR )
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    
    profet15a_set_mode( &profet15a, PROFET15A_DIAGNOSTIC_ON );
    Delay_ms( 1000 );
}

void application_task ( void )
{
    static uint8_t mode = PROFET15A_DIAGNOSTIC_ON;
    float profet15a_an_voltage = 0;
    
    profet15a_set_mode( &profet15a, mode );
    
    if ( PROFET15A_DIAGNOSTIC_ON == profet15a.mode )
    {
        mode = PROFET15A_MODE_OFF;
        log_printf( &logger, " > Output ON diagnostic mode\r\n" );
        Delay_ms( 2000 );
    }
    else
    {
        mode = PROFET15A_DIAGNOSTIC_ON;
        log_printf( &logger, " > Output OFF\r\n" );
    }

    if ( profet15a_read_an_pin_voltage ( &profet15a, &profet15a_an_voltage ) != ADC_ERROR )
    {
        log_printf( &logger, " > IS Voltage \t~ %.3f[V]\r\n", profet15a_an_voltage );
        
        float current = profet15a_an_voltage * profet15a.kilis / profet15a.rsens;
        log_printf( &logger, " > OUT Current \t~ %.3f[A]\r\n", current );
    }  
    
    log_printf( &logger, "*******************************************\r\n" );
    
    Delay_ms( 2000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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