KA-Nucleo-Weather

Opis

KA-Nucleo-Weather to ekspander funkcjonalny dla NUCLEO i Arduino z zestawem sensorów środowiskowych: ciśnienia, wilgotności, temperatury i natężenia światła oraz 5-pozycyjnym joystickiem i LED RGB.

none|400px|thumb|center

Podstawowe cechy i parametry

• Zgodność z systemami NUCLEO i Arduino
• Wbudowany sensor ciśnienia MEMS (LPS331):
  • Zakres pomiarowy 260 do 1260 mbar
  • Częstotliwość pomiarów (ODR) 1 Hz do 25 Hz
  • Rozdzielczość ADC 24 bity
  • Interfejs SPI/I2C (użyty I2C)
• Wbudowany sensor wilgotności MEMS (HTS221)
  • Zakres pomiarowy 0 to 100% (wilgotność względna)
  • Częstotliwość pomiarów (ODR) 1 do 12,5 Hz
  • Rozdzielczość ADC 16 bitów
  • Interfejs SPI/I2C (użyty I2C)
• Wbudowany cyfrowy sensor temperatury (STLM75):
  • Zakres pomiarowy –55°C do +125°C
  • Czas konwersji ADC <150 ms
  • Zintegrowany programowany termostat
  • Rozdzielczość ADC 9 bitów
  • Interfejs SMbus/I2C
• Wbudowany cyfrowy sensor natężenia oświetlenia ALS (TSL25721):
  • Charakterystyka czułości zbliżona od oka ludzkiego
  • Zintegrowane wzmacniacze analogowe o programowanym wzmocnieniu
  • Dwa kanały pomiarowe
  • Zintegrowany programowany komparator
  • Dynamika pomiaru 45000000:1
  • Maksymalne natężenie światła 60000 lux
  • Rozdzielczość ADC 16 bitów
• Wbudowana LED RGB
• Wbudowany joystick 5-stykowy
• Przedłużone złącza szpilkowe

Wyposażenie standardowe

Kod	Opis
KA-Nucleo-Weather	Zmontowany i uruchomiony moduł

Schemat elektryczny

none|800px|thumb|center

Widok płytki

none|300px|thumb|center

Czujnik temperatury

W ekspanderze zastosowano półprzewodnikowy czujnik temperatury STLM75 z wyjściem cyfrowym. Magistralę komunikacyjna czujnika temperatury dołączono do wspólnej (dla wszystkich sensorów) magistrali I2C. Linie komunikacyjne magistrali I2C są podciągnięte do plusa zasilania za pomocą rezystorów 4,7kΩ. Sposób dołączenia sensora temperatury do mikrokontrolera pokazano na schemacie. Wyjście czujnika temperatury dołączono do linii A2, która spełnia rolę kanału wejściowego ADC_IN4 (linia GPIO PA4 w STM32)

none|500px|thumb|center

Linia STLM75	Nazwa linii	GPIO w STM32	Interfejs STM32	Uwagi
SCL	D15	PB8	I2C1	Linie podciągnięte do plusa zasilania rezystorami 4,7k
SDA	D14	PA9
OS/INT	D7	PA8	-

Zwarte styki JP1	A0	Adres bazowy I2C
1-2	1	90h/91h
2-3	0	92h/93h

Interfejs Bluetooth

W ekspanderze zastosowano moduł Bluetooth HC-05, komunikujący się z mikrokontrolerem za pomocą interfejsu UART (UART1 w STM32). Sposób dołączenia modułu do mikrokontrolera STM32 przedstawiono w tabeli poniżej.

Linie HC-05	Nazwa linii	GPIO w STM32	Interfejs STM32
Tx	D2	PA10	UART1/RxD
Rx	D8	PA9	UART1/TxD
KEY	A0	PA0	-
RESET	nRST	nRES	-

Mikroswitch Sw1 służy do przełączania trybu pracy modułu, w tym wprowadzania w tryb AT. Zalecanym sposobem przełączenia modułu w tryb AT jest wciśnięcie i przytrzymanie Sw1 przed włączeniem zasilania (interfejs UART pracuje wtedy z prędkością 38400 b/s). Moduł sygnalizuje wejście w ten tryb pracy miganiem LED D1 z częstotliwością 1 Hz. Wysoki stan na wejściu KEY modułu można wymusić także z poziomu mikrokontrolera (PA0/A0). Jeżeli LED D1 miga z częstotliwością 2 Hz oznacza to oczekiwanie na sparowanie lub poprawne sparowanie, które dodatkowo jest sygnalizowane za pomocą świecenia LED D2.

none|600px|thumb|center

Akcelerometr MEMS 3D

Ekspander jest wyposażony w akcelerometr MEMS 3D (LIS35DE), komunikujący się z mikrokontrolerem za pomocą magistrali I2C (kanał I2C1 w STM32). Sposób dołączenia akcelerometru pokazano w tabeli poniżej.

Linie LIS35DE	Nazwa linii	GPIO w STM32	Interfejs STM32	Uwagi
SCL	D15	PB8	SCL/I2C1	Linie podciągnięte do plusa zasilania rezystorami 4,7 kΩ
SDA	D14	PB9	SDA/I2C1
INT1	A1	PA1	-	-
INT2	D7	PA8	-	-

Akcelerometr zastosowany w zestawie ma następujący adres bazowy na magistrali I2C: 001110xb. Symbol „x” oznacza „0” lub „1” w zależności od położenia zwory JP1. Linie komunikacyjne magistrali I2C są podciągnięte do plusa zasilania za pomocą rezystorów 4,7kΩ.

none|600px|thumb|center

Zwarte styki JP1	Adres bazowu U1	SA0
1-2	0011101b	1
2-3	0011100b	0

LED-RGB

Wbudowane diody LED-RGB są sterowane bezpośrednio z linii GPIO mikrokontrolera zgodnie z tabelą poniżej. Diody świecą jeżeli na linii sterującej jest stan logiczny „0”.)

Dioda LED	Nazwa linii	GPIO w STM32	Uwagi
Red	D12	PA6	LED świecą, gdy stan na liniach GPIO jest "0"
Green	D11	PA7
Blue	A3	PB0

none|600px|thumb|center

Joystick

Wbudowany w ekspander 5-stykowy joystick jest dołączony bezpośrednio do linii GPIO mikrokontrolera zgodnie z tabelą poniżej. Każda linia jest podciągnięta do plusa zasilania za pomocą rezystora 10 kΩ.

Kierunek joysticka	Nazwa linii	GPIO w STM32	Uwagi
Góra	D4	PB5	Linie podciągnięte do plusa zasilania rezystorami 10 kΩ
Dół	D10	PB6
Lewo	D3	PB3
Prawo	D5	PB4
OK	D6	PB10

none|600px|thumb|center

Mapa przypisań linii GPIO

none|1000px|thumb|center