通过最小误差测量电流使用量,实现精确计费和能源管理
A
A
硬件概览
它是如何工作的?
Current 10 Click基于Allegro Microsystems的CT455 (CT455-H06B5-TS08),这是一款XtremeSense™ TMR(隧道磁阻)无芯电流传感器,具有1MHz的宽带宽。该传感器采用Allegro的专利XtremeSense™技术,确保高精度电流测量并具有极低的噪声。凭借其高精度和强大的功能,Current 10 Click是需要可靠电流感应的应用的理想解决方案,广泛适用于消费级、工业级和企业级应用,如太阳能逆变器、电池管理系统、DC/DC转换器、工业设备和电力计量仪表。
CT455传感器在双极模式下运行,能够检测正负电流流动,且其灵敏度为333.3mV/mT,提供精确的测量能力。CT455由5V电源供电,可以检测±6mT范围内的磁场,并将其转换为线性模拟输出电压。这使得该板能够以低于±1.0%的误差,准确捕捉温度和电源电压变化下的电流变化,确保在各种操作条件下的可靠性能。CT455的输出信号可以通过Microchip的MCP3221 A/D转换器(具有12位分辨率的逐次逼近ADC)转换为数字值,使用2线I2C兼容接口,或者直
接发送到mikroBUS™插座上的模拟引脚(标记为AN)。输出选择可以通过板载SMD跳线(标记为OUT SEL)进行选择,跳线位置为AN和ADC。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择在3.3V或5V逻辑电压下运行,从而使支持3.3V和5V逻辑电平的MCU都能够正确使用通信线路。此外,该Click板™还配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。
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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

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™。
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
该库包含 NAME Click 驱动程序的 API。
关键功能:
current10_calib_offset
- 此函数用于校准零电流的偏移值。current10_calib_resolution
- 此函数用于在已知负载电流下校准数据分辨率。current10_read_current
- 此函数用于读取输入电流值,单位为安培 [A]。
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 Current 10 Click Example.
*
* # Description
* This example demonstrates the use of Current 10 click board by reading and
* displaying the input current measurements.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and calibrates the zero current offset and data resolution
* at 3A load current.
*
* ## Application Task
* Reads the input current measurements and displays the results on the USB UART
* approximately once per second.
*
* @note
* The measurement range is approximately: +/- 75A.
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "current10.h"
// Load current [A] used for the data resolution calibration process.
#define CURRENT10_CALIBRATING_CURRENT 3.0f
static current10_t current10; /**< Current 10 Click driver object. */
static log_t logger; /**< Logger object. */
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
current10_cfg_t current10_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.
current10_cfg_setup( ¤t10_cfg );
CURRENT10_MAP_MIKROBUS( current10_cfg, MIKROBUS_1 );
err_t init_flag = current10_init( ¤t10, ¤t10_cfg );
if ( ( ADC_ERROR == init_flag ) || ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
log_printf( &logger, " Calibrating zero current offset in 5 seconds...\r\n" );
log_printf( &logger, " Make sure no current flows through the sensor during the calibration process.\r\n" );
for ( uint8_t cnt = 5; cnt > 0; cnt-- )
{
log_printf( &logger, " %u\r\n", ( uint16_t ) cnt );
Delay_ms ( 1000 );
}
if ( CURRENT10_ERROR == current10_calib_offset ( ¤t10 ) )
{
log_error( &logger, " Calibrate offset." );
for ( ; ; );
}
log_printf( &logger, " Offset calibration DONE.\r\n\n" );
log_printf( &logger, " Calibrating data resolution in 5 seconds...\r\n" );
log_printf( &logger, " Keep the load current set at %.1fA during the calibration process.\r\n",
CURRENT10_CALIBRATING_CURRENT );
for ( uint8_t cnt = 5; cnt > 0; cnt-- )
{
log_printf( &logger, " %u\r\n", ( uint16_t ) cnt );
Delay_ms ( 1000 );
}
if ( CURRENT10_ERROR == current10_calib_resolution ( ¤t10, CURRENT10_CALIBRATING_CURRENT ) )
{
log_error( &logger, " Calibrate resolution." );
for ( ; ; );
}
log_printf( &logger, " Data resolution calibration DONE.\r\n" );
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
float current = 0;
if ( CURRENT10_OK == current10_read_current ( ¤t10, ¤t ) )
{
log_printf( &logger, " Current : %.1f A\r\n\n", current );
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