ST com STEVAL-IOD04KT1 Capteur microélectronique multifonctions

Introduction

STSW-IOD04K est un progiciel qui vous permet d'activer la communication IO-Link entre STEVAL-IOD004V1 (inclus dans le STEVAL-IOD04KT1 mais non disponible à la vente séparée) et un maître IO-Link, via l'émetteur-récepteur L6364W. Basé sur le STM32CubeHAL, le STSW-IOD04K étend le STM32Cube. Il fournit un package de support de carte (BSP) pour la communication IO-Link basé sur une bibliothèque de démonstration qui gère les données provenant du capteur de température interne L6364W et des deux capteurs industriels MEMS embarqués : IIS2MDC (haute précision, ultra-faible puissance, magnétomètre à sortie numérique 3 axes) et ISM330DHCX (accéléromètre 3D et gyroscope 3D toujours activés).
L'architecture de ce logiciel d'application facilite l'intégration avec d'autres logiciels basés sur STM32Cube pour créer des examppour les technologies d'application les plus courantes. Les bibliothèques incluses activent les fonctions d'un système réel et utilisable pour les développeurs. Les pilotes matériels et les détails abstraits de bas niveau permettent aux composants middleware et aux applications d'accéder aux données de manière indépendante du matériel. Les bibliothèques middleware incluent une pile de démonstration IO-Link propriétaire ST. Vous pouvez utiliser le progiciel STSW-IOD04K dans différents environnements de développement intégrés (IDE) : IAR, Keil et STM32CubeIDE. Il comprend également l'IODD file à télécharger sur le maître IO-Link de l'utilisateur.

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Surview
STSW-IOD04K étend les fonctionnalités du STM32Cube. Le progiciel permet le transfert de données IO-Link de capteurs industriels sur le STEVAL-IOD004V1 vers un maître IO-Link connecté via une connexion IO-Link. Les principales fonctionnalités du package sont :

• Package de micrologiciel pour créer des applications de périphérique IO-Link basées sur le microcontrôleur STM32G071EB
• Bibliothèques middleware avec pile de démonstration de périphérique IO-Link pour L6364W pour gérer les capteurs MEMS IIS2MDC et ISM330DHCX
• Binaire prêt à l'emploi pour la transmission de données de capteur d'appareil IO-Link
• Portabilité aisée entre différentes familles de MCU, grâce au STM32Cube
• Conditions de licence gratuites et conviviales

Architecture
Le logiciel d'application accède au STEVAL-IOD004V1 via les couches logicielles suivantes :

• Couche HAL STM32Cube, qui fournit un ensemble simple, générique et multi-instance d'interfaces de programmation d'application (API) pour interagir avec les couches supérieures d'application, de bibliothèque et de pile. Il possède des API génériques et d'extension et est directement construit autour d'une architecture générique. Il permet aux couches successives comme la couche middleware d'implémenter des fonctions sans nécessiter de configurations matérielles spécifiques pour une unité de microcontrôleur (MCU) donnée. Cette structure améliore la réutilisation du code de la bibliothèque et garantit une portabilité aisée sur d'autres appareils.
• Couche Board Support Package (BSP), qui prend en charge tous les périphériques de la carte, à l'exception du MCU. Cet ensemble limité d'API fournit une interface de programmation pour certains périphériques spécifiques à la carte comme la LED, le bouton utilisateur, etc. Cette interface aide également à identifier la version spécifique de la carte.

Figure 1. Architecture logicielle STSW-IOD04K

Dossiers

Figure 2. Structure du dossier STSW-IOD04K

Le progiciel comprend les dossiers suivants :

• Documentation : un HTML compilé file généré à partir du code source détaillant les composants logiciels et les API (une pour chaque projet).
• Pilotes : pilotes HAL et pilotes spécifiques à la carte pour chaque carte ou plate-forme matérielle prise en charge, y compris ceux des composants embarqués, et la couche d'abstraction matérielle indépendante du fournisseur CMSIS pour la série de processeurs ARM Cortex-M.
• Middlewares : bibliothèques et protocoles intégrant la mini-pile IO-Link et la gestion des capteurs.
• Projets : sampl'application implémentant un nœud industriel multi-capteurs IO-Link. Cette application est fournie pour le microcontrôleur STM32G071EB pour trois environnements de développement : IAR Embedded Workbench pour ARM, RealView Kit de développement de microcontrôleur (MDK-ARM-STR) et STM32CubeIDE.

Apis
Des informations techniques détaillées avec la fonction API utilisateur complète et la description des paramètres sont dans un HTML compilé file dans le dossier "Documentation".

Sample descriptif de l'application
Le dossier Projets fournit les sampl'application, qui utilise le STEVAL-IOD004V1 avec l'émetteur-récepteur L6364W, et les capteurs industriels ISM330DHCX/IIS2MDC.
Des projets prêts à construire sont disponibles pour plusieurs IDE. Vous pouvez télécharger l'un des fichiers binaires files du STSW-IOD04K via STM32CubeProgrammer ou la fonction de programmation de votre IDE. Pour alimenter le STEVAL-IOD004V1 et flasher le firmware, vous pouvez choisir l'une des options ci-dessous :

• Connectez votre programmateur MCU (par example, STLINK-V3MINI) à la carte via le connecteur J1 ; alimenter la carte par le 24 V fourni par un maître IO-Link ; sur votre programmeur, sélectionnez le binaire file pour clignoter, puis procédez à la programmation du MCU.

Note
Pour la procédure ci-dessus, vous avez besoin de deux ports USB (un pour le programmateur, l'autre pour le maître IO-Link).

• Connectez votre programmateur MCU (par example, STLINK-V3MINI) à la carte via le connecteur J1 ; alimenter le MCU par une alimentation 3.3 V connectée à la carte via J2 (broche 2 = GND ; broche 4 = 3.3 V) ; sur votre programmeur, sélectionnez le binaire file pour clignoter puis programmer le MCU.

Le programmateur STLINK-V3MINI peut être connecté au STEVAL-IOD004V1 par J1 (10 voies, deux rangées) via le câble plat 14 broches inclus dans le kit : deux broches sur les côtés droit et gauche du câble restent déconnectées. En regardant le dessus de la carte et en laissant le connecteur IO-Link M8 sur votre droite, le câble doit être connecté de manière à ce que la ligne rouge soit en haut, comme indiqué ci-dessous.

Figure 3. STEVAL-IOD004V1 et STLINK-V3MINI – schéma de connexion

Pour évaluer le micrologiciel STSW-IOD04K, téléchargez l'IODD file sur l'outil de contrôle de votre maître IO-Link et connectez-le au STEVAL-IOD004V1 par les câbles et adaptateurs IO-Link inclus dans le kit, ou par tout autre câble compatible. Vous pouvez utiliser n'importe quel autre maître IO-Link v1.1 avec l'outil de contrôle correspondant. Dans l'example de la section 2.2, le maître IO-Link est le P-NUCLEO-IOM01M1, l'outil de contrôle associé est l'outil de contrôle IO-Link développé par TEConcept (partenaire ST) et la connexion est complétée par une prise M12 à câble libre ( Katlax réf. CBF12-S44N0-1.5BPUR).

Guide de configuration du système

Description du matériel

Kit d'évaluation STEVAL-IOD04KT1
Le STEVAL-IOD04KT1 est un kit de conception de référence qui exploite les fonctionnalités de l'émetteur-récepteur à double canal IO-Link L6364W. Le kit se compose de la carte principale STEVAL-IOD004V1 (non disponible à la vente), de l'outil de programmation et de débogage STLINK-V3MINI, d'un câble plat 14 broches et d'un adaptateur de connecteur industriel standard M8 vers M12. Le kit agit comme un capteur industriel intelligent moderne à connecter à un concentrateur IO-Link maître (ou à une interface API appropriée). L'alimentation du MCU, des capteurs et des autres dispositifs logiques provient du contrôleur de convertisseur DC-DC intégré au L6364W. Le microcontrôleur STM32G071EB embarqué exécute une pile de démonstration IO-Link v.1.1, qui contrôle la communication IO-Link, et le code logiciel qui gère l'émetteur-récepteur L6364W et les capteurs industriels MEMS. Les dimensions minuscules de la carte principale ont été obtenues grâce aux petites tailles des options de boîtier CSP de L6364W et STM32G071EB. Connectez la carte principale à un maître IO-Link via l'adaptateur et le connecteur M8 inclus dans le kit pour un fonctionnement normal. Connectez la même carte au STLINK-V3MINI via le câble plat uniquement si vous souhaitez programmer le STM32G071EB avec un nouveau firmware.

Figure 4. Kit d'évaluation STEVAL-IOD04KT1

Configuration materielle

Les étapes suivantes expliquent comment contrôler le STEVAL-IOD004V1 via le P-NUCLEO-IOM01M1.

• Étape 1. Connectez le P-NUCLEO-IOM01M1 au STEVAL-IOD004V1 via trois fils (L+, L-/GND et CQ). Le STEVAL-IOD04KT1 comprend un connecteur M8 (prise à quatre voies) vers M12 (fiche à cinq voies) pour interfacer facilement le STEVAL-IOD004V1 à n'importe quel maître IO-Link avec un connecteur M12 (prise). La façon la plus simple de connecter le STEVAL-IOD004V1 au P-NUCLEO-IOM01M1 est d'utiliser un câble avec M12 (prise à quatre ou cinq voies) d'un côté et des fils libres de l'autre côté (par ex.ample, Katlax réf. CBF12-S44N0-1.5BPUR).
• Étape 2. Connectez le P-NUCLEO-IOM01M1 à une alimentation 24 V/1 A. La figure suivante montre comment connecter le P-NUCLEO-IOM01M1 et le STEVAL-IOD004V1 exécutant le STSW-IOD04K.
• Étape 3. Lancez l'outil de contrôle IO-Link sur votre ordinateur portable/PC.
• Étape 4. Connectez le P-NUCLEO-IOM01M1 via un câble mini-USB à votre ordinateur portable/PC exécutant l'outil de contrôle IO-Link.
  NOTE
  Les étapes de 5 à 13 font référence aux actions à effectuer dans l'outil de contrôle IO-Link.
• Étape 5. Dans l'outil de contrôle IO-Link, cliquez sur [Sélectionner un appareil] et suivez les instructions pour télécharger STMicroelectronics-STEVAL-IOD004V1-38kBd-20210429-IODD1.1.xml ou STMicroelectronics-STEVAL-IOD004V1-230kBd-20210429-IODD1.1 .2.xml, selon le choix COM3 ou COMXNUMX, dans le répertoire IODD du progiciel.
• Étape 6. Connectez le maître en cliquant sur l'icône verte (coin supérieur gauche).
• Étape 7. Cliquez sur [Power ON] pour alimenter le STEVAL-IOD004V1. La LED rouge du STEVAL-IOD004V1 clignote.
• Étape 8. Cliquez sur [IO-Link] pour lancer la communication IO-Link. La LED verte du STEVAL-IOD004V1 clignote.
  NOTE
  Par défaut, la communication démarre avec ISM330DHCX configuré comme accéléromètre.
• Étape 9. Tracez les données collectées par l'accéléromètre ISM330DHCX en cliquant sur [Plot].
• Étape 10. Pour activer l'échange de données avec un autre capteur, accédez à [Parameter Menu]>[Process Input Selection].
  • Étape 10a. Double-cliquez sur le nom du capteur (texte en vert).
  • Étape 10b. Sélectionnez le capteur souhaité parmi les choix disponibles.
  • Étape 10c. Cliquez sur [Write Selected] pour aligner le maître et l'appareil. La procédure est terminée lorsque le nom du capteur sélectionné devient vert, comme indiqué ci-dessous.

Figure 6. Outil de contrôle IO-Link view (example)

Figure 7. Outil de contrôle IO-Link view – tracé des données de processus

• Lorsque vous avez terminé votre session d'évaluation, suivez les étapes supplémentaires ci-dessous.
• Étape 11. Cliquez sur [Inactif] pour arrêter la communication IO-Link.
• Douzième étape. Cliquez sur [Power Off] pour empêcher le maître IO-Link d'alimenter le périphérique IO-Link.
• Étape 13. Cliquez sur [Déconnecter] pour arrêter la communication entre IO-Link Control Tool et P-NUCLEO-IOM01M1.
• Étape 14. Déconnectez le câble mini-USB du P-NUCLEO-IOM01M1.
• Étape 15. Déconnectez l'alimentation 24 V du P-NUCLEO-IOM01M1.

Configuration du logiciel
Pour mettre en place un environnement de développement adapté à la création d'applications IO-Link pour les STM32G071EB et L6364W, vous avez besoin :

• Le micrologiciel STSW-IOD04K et la documentation connexe sont disponibles sur www.st.com ;
• l'une des chaînes d'outils et compilateurs de développement suivants :
  • IAR Embedded Workbench pour la chaîne d'outils ARM®
  • Keil
  • STM32CubeIDE plus ST-LINK/V2

Historique des révisions

Tableau 1. Historique des révisions du document

Liste des tableaux

• Tableau 1. Historique des révisions du document …………………………………………………….. 9

Liste des figures

• Figure 1. Architecture logicielle STSW-IOD04K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
• Figure 2. Structure du dossier STSW-IOD04K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
• Figure 3. STEVAL-IOD004V1 et STLINK-V3MINI – schéma de connexion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
• Figure 4. Kit d'évaluation STEVAL-IOD04KT1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
• Figure 5. Paramètres du terminal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
• Figure 6. Outil de contrôle IO-Link view (example). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . sept
• Figure 7. Outil de contrôle IO-Link view – tracer les données de processus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . sept

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Documents / Ressources

ST com STEVAL-IOD04KT1 Capteur microélectronique multifonctions [pdf] Guide de l'utilisateur STEVAL-IOD04KT1, Capteur microélectronique à fonctions multiples, Capteur à fonctions multiples, Capteur de fonction, STEVAL-IOD04KT1, Capteur

Références

• Manuel d'utilisation