Плата расширения KAMAMI KA-Nucleo-Multisensor для STM32 Nucleo-64, LIS35DE, LPS25HB, DS18B20

Мультисенсорная плата расширения KAMAMI KA-Nucleo-Multisensor для STM32 Nucleo-64, LIS35DE, LPS25HB, DS18B20

KAMAMI KA-Nucleo-Multisensor — многофункциональная плата расширения для совместимых отладочных плат STM32 Nucleo-64. На одной плате установлены трёхосевой MEMS-акселерометр LIS35DE, MEMS-датчик абсолютного давления LPS25HB, цифровой датчик температуры DS18B20, фоторезистор, четырёхразрядный 7-сегментный LED-дисплей, четыре RGB-светодиода и две пользовательские кнопки. Модуль удобен для обучения, прототипирования и разработки встраиваемых систем, поскольку объединяет несколько датчиков и элементов пользовательского интерфейса на одной плате.

Основные параметры:
STM32 Nucleo-64 • LIS35DE ±2 g / ±8 g • LPS25HB 260–1260 hPa • DS18B20 −55...+125 °C • SPI / I²C / 1-Wire

Основные преимущества

• Несколько датчиков на одной плате — позволяет в одном проекте измерять ускорение, атмосферное давление и температуру, а также регистрировать изменение внешней освещённости.
• Трёхосевой MEMS-акселерометр LIS35DE — измеряет ускорение по осям X, Y и Z, поддерживает программно выбираемые пределы полной шкалы ±2 g и ±8 g, а также распознавание одиночного и двойного нажатия/удара.
• Датчик абсолютного давления LPS25HB — диапазон 260–1260 hPa и 24-битные выходные данные позволяют использовать его в барометрических проектах.
• Низкий шум измерения давления — при использовании встроенной фильтрации LPS25HB производитель указывает шум давления 0,01 hPa RMS.
• Цифровой датчик температуры DS18B20 — диапазон измерения от −55 °C до +125 °C и точность ±0,5 °C в диапазоне от −10 °C до +85 °C.
• Четырёхразрядный 7-сегментный LED-дисплей — четыре разряда и четыре десятичные точки позволяют непосредственно отображать результаты измерений, счётчики и другие числовые данные.
• Четыре трёхцветных RGB-светодиода — подходят для индикации состояния, событий, пороговых значений и режимов работы программы.
• Две пользовательские кнопки — обеспечивают простое локальное управление программой.
• Разъём miniUSB — линии данных подключены к выводам STM32 PA11 и PA12, что позволяет реализовать USB-связь при использовании подходящего микроконтроллера STM32 и соответствующей прошивки.
• Разъёмы ST Morpho — обеспечивают подключение к совместимым платам STM32 Nucleo-64.

Назначение и применение

KA-Nucleo-Multisensor подходит для обучения программированию STM32, изучения интерфейсов датчиков, лабораторных работ по встраиваемым системам и быстрого прототипирования. Плата может применяться в учебных метеостанциях, системах регистрации температуры и давления, проектах обнаружения движения и ориентации, пользовательских интерфейсах с LED-индикацией, а также для практического изучения шин SPI, I²C и 1-Wire.

Модуль предназначен прежде всего для разработки и обучения и не является самостоятельным калиброванным измерительным прибором или сертифицированной промышленной системой измерения.

Совместимость и ограничения

• Предназначен для плат STM32 Nucleo-64 с разъёмами ST Morpho.
• Используемая плата Nucleo-64 должна обеспечивать требуемые сигналы SPI и I²C на следующих контактах ST Morpho:
  • MISO – 51;
  • MOSI – 53;
  • SCK – 69;
  • SDA – 56;
  • SCL – 63.
• KAMAMI приводит NUCLEO-F103RB и NUCLEO-F401RE в качестве примеров совместимых плат.
• LIS35DE на данной плате подключён по интерфейсу SPI.
• LPS25HB на данной плате подключён по интерфейсу I²C.
• DS18B20 использует интерфейс 1-Wire.
• Линии данных разъёма miniUSB подключены к PA11 и PA12. Отдельный преобразователь USB–UART в конструкции не указан, поэтому работа USB зависит от возможностей выбранного STM32 и программного обеспечения.
• Для фоторезистора производитель не указывает калиброванный диапазон освещённости, точность или значения в люксах. Поэтому он предназначен для регистрации относительных изменений освещённости, а не для точного измерения освещённости.
• Основная плата STM32 Nucleo-64 в комплект не входит.

Технические характеристики

Параметр	Значение
Тип изделия	Плата расширения / shield для STM32 Nucleo-64
Разъёмы расширения	ST Morpho
Акселерометр	STMicroelectronics LIS35DE, MEMS
Количество осей акселерометра	3 – X, Y, Z
Пределы полной шкалы акселерометра	±2 g / ±8 g, программно выбираемые
Частота выходных данных LIS35DE	100 Hz или 400 Hz
Функции LIS35DE	Click, double-click, программируемые инерционные события
Интерфейс LIS35DE на модуле	SPI
Датчик давления	STMicroelectronics LPS25HB, MEMS
Тип давления	Абсолютное
Диапазон давления	260–1260 hPa
Выходные данные давления	24 бит
Чувствительность по давлению	4096 LSB/hPa
Относительная точность давления	±0,1 hPa при 800–1100 hPa и 25 °C
Абсолютная точность давления	±0,2 hPa при 20...+60 °C; ±1 hPa при 0...+80 °C
Шум давления LPS25HB	0,03 hPa RMS без встроенной фильтрации; 0,01 hPa RMS со встроенной фильтрацией
ODR LPS25HB	1–25 Hz
Интерфейс LPS25HB на модуле	I²C
Датчик температуры	Maxim DS18B20
Диапазон температуры	−55...+125 °C
Точность температуры	±0,5 °C в диапазоне −10...+85 °C
Разрешение DS18B20	Программируемое, 9–12 бит
Максимальное время преобразования при 12 бит	750 ms
Интерфейс DS18B20	1-Wire
Датчик внешней освещённости	Фоторезистор
LED-дисплей	4-разрядный, 7-сегментный, 4 десятичные точки
Светодиодная индикация	4 × трёхцветных RGB LED
Органы управления	2 пользовательские кнопки
Разъём USB	miniUSB (Mini-B)
Сигналы USB	PA11, PA12
Требуемые контакты SPI ST Morpho	MISO 51, MOSI 53, SCK 69
Требуемые контакты I²C ST Morpho	SDA 56, SCL 63
Размеры	70 × 54 × 28 mm
Масса	28 g

Конструкция и управление

Плата устанавливается на совместимую STM32 Nucleo-64 через разъёмы ST Morpho. На PCB интегрированы датчики, четырёхразрядный 7-сегментный дисплей, четыре RGB-светодиода, две пользовательские кнопки, фоторезистор и разъём miniUSB Mini-B.

Линии D− и D+ разъёма miniUSB через защитную цепь подключены к сигналам STM32 PA11 и PA12. Поэтому этот разъём не следует рассматривать как отдельный интерфейс USB–UART: USB-связь должна поддерживаться выбранным микроконтроллером STM32 и реализовываться программным обеспечением.

Комплектация

• 1 × собранный модуль KAMAMI KA-Nucleo-Multisensor.

Отладочная плата STM32 Nucleo-64 в комплект не входит.