我们的压力传感器是真空实验的终极工具,让研究人员和工程师能够探索科学技术的新前沿,提供无与伦比精度的关键数据。
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硬件概览
它是如何工作的?
Vacuum Click基于NXP的MPXV6115V,这是一款高度先进的单片真空压力传感器。该传感器采用压阻式MEMS感应元件,结合了专用应用集成电路(ASIC),具有很高的线性度和在温度变化下极低的漂移。传感器的下部包含必要的感应元件,而传感器的上部呈小管状,被称为“端口”在数据表中。一个小橡胶软管可以轻松连接到进气口,这样真空产生的对应部分就可以安全地连接到传感器上。进气口的设计可以防止密封不够好时可能出现的泄漏。当传感器位于海平面压力时,传感器本身的输出电压约为4.6V DC。随着压力的降低,电压向0V降低。ASIC确保电压降与压力线性相关。MPXV6115V数据表提供了一个图表,说明了输出电压与压力的依
赖关系。Click板的第二部分是转换器部分,包含了一颗模数转换器(ADC)IC。Vacuum Click利用了Microchip的MCP3221,这是一颗带有I2C接口的12位逐次逼近ADC。它用于对传感器的输出电压进行采样,允许通过I2C接口检索数字化的值。ADC使用mikroBUS™的5V电源轨作为电压参考。传感器的电压输出也直接可用于AN输出,它由一个运算放大器进行缓冲。如果12位ADC的精度不够高,或者需要使用其他类型的输出电压转换器,可以使用它。mikroBUS™的AN引脚提供了两种电压输出设置,可由标有VOUT的SMD跳线选择。默认位置(1V8)将传感器的输出电压路由到电压分压器,降低了AN引脚的最大输出值。在海平面上使用时,此时的最大
电压值约为1.85V。这个设置可以防止在主机MCU不具有5V耐受性时发生损坏。如果主机MCU具有5V耐受引脚,则可以使用完整的电压输出。如果将VOUT跳线焊接到4V6位置,则信号不会路由到电压分压器,因此mikroBUS™的AN引脚的电压可以摆动到从传感器获得的最大电压水平。在海平面上,这个电压范围达到了4.6V(101.325 kPa)。请注意,当施加正压力到传感器时(不建议这样做),输出也可能增加到这个值以上。另一个标有I/O SEL的板载跳线提供了I2C通信电压电平的选择。该跳线可用于将Click板与3.3V和5V MCU进行接口,从而可以与Click板一起使用各种不同的MCU。
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
这个库包含了 Vacuum Click 驱动程序的 API。
关键功能:
vacuum_generic_write
- 通用写入函数vacuum_get_voltage
- 电压读取函数vacuum_get_percentage_of_vacuum
- 将 ADC 值转换为真空百分比的函数
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 Vacuum Click example
*
* # Description
* This application measuring absolute pressure.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initialization driver init and calibration of the chip to start measuring.
*
* ## Application Task
* Reads vacuum percentage that sensor reads.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "vacuum.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static vacuum_t vacuum;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
vacuum_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.
vacuum_cfg_setup( &cfg );
VACCUM_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
vacuum_init( &vacuum, &cfg );
vacuum_calibration( &vacuum );
}
void application_task ( void )
{
float vacuum_data;
float vacuum_volt;
float pressure;
// Task implementation.
vacuum_volt = vacuum_get_voltage( &vacuum );
log_printf ( &logger, "Vacuum [V] : %.2f\r\n ", vacuum_volt );
pressure = vacuum_get_pressure( &vacuum );
log_printf ( &logger, "Pressure [mBar] : %.2f V\r\n ", pressure );
vacuum_data = vacuum_get_percentage_of_vacuum( &vacuum );
log_printf ( &logger, "Percentage of vacuum [%%] : %.2f : \r\n ", vacuum_data );
log_printf ( &logger, "------------------------------------------\r\n " );
Delay_ms( 300 );
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END