ST com STEVAL-IOD04KT1 Microeletrônica Sensor de Função Múltipla

Introdução

STSW-IOD04K é um pacote de software que permite habilitar a comunicação IO-Link entre STEVAL-IOD004V1 (incluído no STEVAL-IOD04KT1, mas não disponível para venda separada) e um mestre IO-Link, através do transceptor L6364W. Baseado no STM32CubeHAL, o STSW-IOD04K estende o STM32Cube. Ele fornece um pacote de suporte de placa (BSP) para comunicação IO-Link baseado em uma biblioteca de pilha de demonstração que gerencia os dados provenientes do sensor de temperatura interno L6364W e os dois sensores industriais MEMS integrados: IIS2MDC (alta precisão, ultra-baixa potência, magnetômetro de saída digital de 3 eixos) e ISM330DHCX (acelerômetro 3D e giroscópio 3D sempre ligados).
A arquitetura deste software aplicativo facilita a integração com outros softwares baseados em STM32Cube para criaramparquivos para as tecnologias de aplicação mais comuns. As bibliotecas incluídas habilitam funções para um sistema real e utilizável para desenvolvedores. Drivers de hardware e detalhes abstratos de baixo nível permitem que os componentes e aplicativos de middleware acessem dados de maneira independente de hardware. As bibliotecas de middleware incluem uma pilha de demonstração IO-Link proprietária da ST. Você pode usar o pacote de software STSW-IOD04K em diferentes ambientes de desenvolvimento integrado (IDEs): IAR, Keil e STM32CubeIDE. Também inclui o IODD file para ser carregado no mestre IO-Link do usuário.

Começando

Sobreview
STSW-IOD04K expande a funcionalidade STM32Cube. O pacote de software permite a transferência de dados IO-Link de sensores industriais no STEVAL-IOD004V1 para um mestre IO-Link conectado através de uma conexão IO-Link. Os principais recursos do pacote são:

• Pacote de firmware para criar aplicativos de dispositivo IO-Link com base no microcontrolador STM32G071EB
• Bibliotecas de middleware com pilha de demonstração de dispositivo IO-Link para L6364W para gerenciar sensores MEMS IIS2MDC e ISM330DHCX
• Binário pronto para uso para transmissão de dados do sensor do dispositivo IO-Link
• Fácil portabilidade em diferentes famílias de MCU, graças ao STM32Cube
• Termos de licença gratuitos e fáceis de usar

Arquitetura
O software aplicativo acessa o STEVAL-IOD004V1 através das seguintes camadas de software:

• Camada STM32Cube HAL, que fornece um conjunto simples, genérico e de várias instâncias de interfaces de programação de aplicativos (APIs) para interagir com as camadas superiores de aplicativos, bibliotecas e pilhas. Possui APIs genéricas e de extensão e é construída diretamente em torno de uma arquitetura genérica. Ele permite que camadas sucessivas, como a camada de middleware, implementem funções sem exigir configurações de hardware específicas para uma determinada unidade de microcontrolador (MCU). Essa estrutura melhora a reutilização do código da biblioteca e garante uma fácil portabilidade em outros dispositivos.
• Camada Board Support Package (BSP), que suporta todos os periféricos na placa, exceto o MCU. Esse conjunto limitado de APIs fornece uma interface de programação para determinados periféricos específicos da placa, como o LED, o botão do usuário, etc. Essa interface também ajuda a identificar a versão específica da placa.

Figura 1. Arquitetura de software STSW-IOD04K

Pastas

Figura 2. Estrutura de pastas STSW-IOD04K

O pacote de software inclui as seguintes pastas:

• Documentação: um HTML compilado file gerado a partir do código-fonte detalhando os componentes do software e as APIs (uma para cada projeto).
• Drivers: Drivers HAL e drivers específicos de placa para cada placa suportada ou plataforma de hardware, incluindo aqueles para os componentes integrados e a camada de abstração de hardware independente do fornecedor CMSIS para a série de processadores ARM Cortex-M.
• Middlewares: bibliotecas e protocolos com mini-stack IO-Link e gerenciamento de sensores.
• Projetos: sample aplicação que implementa um nó multissensor IO-Link industrial. Este aplicativo é fornecido para o microcontrolador STM32G071EB para três ambientes de desenvolvimento: IAR Embedded Workbench para ARM, RealView Kit de Desenvolvimento de Microcontroladores (MDK-ARM-STR) e STM32CubeIDE.

APIs
As informações técnicas detalhadas com a função API do usuário completa e a descrição dos parâmetros estão em um HTML compilado file na pasta “Documentação”.

Sample descrição do aplicativo
A pasta Projetos fornece osample, que usa o STEVAL-IOD004V1 com o transceptor L6364W e os sensores industriais ISM330DHCX/IIS2MDC.
Projetos prontos para construir estão disponíveis para vários IDEs. Você pode fazer upload de um dos binários files do STSW-IOD04K através do STM32CubeProgrammer ou do recurso de programação do seu IDE. Para alimentar o STEVAL-IOD004V1 e fazer o flash do firmware, você pode escolher uma das opções abaixo:

• Conecte seu programador MCU (por example, STLINK-V3MINI) à placa através do conector J1; energizar a placa com os 24 V fornecidos por um mestre IO-Link; no seu programador, selecione o binário file para piscar e, em seguida, prossiga com a programação do MCU.

Observação
Para o procedimento acima, você precisa de duas portas USB (uma para o programador e outra para o mestre IO-Link).

• Conecte seu programador MCU (por example, STLINK-V3MINI) à placa através do conector J1; alimentar o MCU por uma fonte de alimentação de 3.3 V conectada à placa através de J2 (pino 2 = GND; pino 4 = 3.3 V); no seu programador, selecione o binário file para piscar e depois programar o MCU.

O programador STLINK-V3MINI pode ser conectado ao STEVAL-IOD004V1 por J1 (10 vias, duas fileiras) através do cabo plano de 14 pinos incluído no kit: dois pinos nos lados direito e esquerdo do cabo permanecem desconectados. Olhando para o lado superior da placa e deixando o conector IO-Link M8 à sua direita, o cabo deve ser conectado de forma que a linha vermelha fique na parte superior, conforme mostrado abaixo.

Figura 3. STEVAL-IOD004V1 e STLINK-V3MINI - diagrama de conexão

Para avaliar o firmware STSW-IOD04K, carregue o IODD file na ferramenta de controle do seu mestre IO-Link e conecte-o ao STEVAL-IOD004V1 pelos cabos e adaptadores IO-Link incluídos no kit ou por qualquer outro cabo compatível. Você pode usar qualquer outro IO-Link master v1.1 com a ferramenta de controle relacionada. No example da Seção 2.2, o mestre IO-Link é o P-NUCLEO-IOM01M1, a ferramenta de controle relacionada é a IO-Link Control Tool desenvolvida pela TEConcept (parceiro ST) e a conexão é completada por um soquete M12 para cabo de fio livre ( Katlax p/n CBF12-S44N0-1.5BPUR).

Guia de configuração do sistema

Descrição do hardware

Kit de avaliação STEVAL-IOD04KT1
O STEVAL-IOD04KT1 é um kit de design de referência que explora os recursos do transceptor de dispositivo de canal duplo L6364W IO-Link. O kit consiste na placa principal STEVAL-IOD004V1 (não disponível para venda), a ferramenta de depuração e programador STLINK-V3MINI, um cabo plano de 14 pinos e um adaptador de conector industrial padrão M8 a M12. O kit funciona como um sensor industrial inteligente moderno para ser conectado a um hub mestre IO-Link (ou a uma interface PLC adequada). A fonte de alimentação para o MCU, sensores e outros dispositivos lógicos deriva do controlador do conversor DC-DC embutido no L6364W. O microcontrolador STM32G071EB integrado executa uma pilha de demonstração IO-Link v.1.1, que controla a comunicação IO-Link e o código de software que gerencia o transceptor L6364W e os sensores industriais MEMS. As pequenas dimensões da placa principal foram alcançadas graças aos tamanhos pequenos das opções de pacote CSP de L6364W e STM32G071EB. Conecte a placa principal a um mestre IO-Link através do adaptador e do conector M8 incluído no kit para operação normal. Conecte a mesma placa ao STLINK-V3MINI através do flat cable somente se desejar programar o STM32G071EB com um novo firmware.

Figura 4. Kit de avaliação STEVAL-IOD04KT1

Configuração de hardware

As etapas a seguir explicam como controlar o STEVAL-IOD004V1 através do P-NUCLEO-IOM01M1.

• Etapa 1. Conecte o P-NUCLEO-IOM01M1 ao STEVAL-IOD004V1 através de três fios (L+, L-/GND e CQ). O STEVAL-IOD04KT1 inclui um conector M8 (tomada de quatro vias) a M12 (plugue de cinco vias) para conectar facilmente o STEVAL-IOD004V1 a qualquer mestre IO-Link com um conector M12 (soquete). A maneira mais fácil de conectar o STEVAL-IOD004V1 ao P-NUCLEO-IOM01M1 é usar um cabo com M12 (tomada de quatro ou cinco vias) de um lado e fios livres do outro lado (por ex.ample, Katlax p/n CBF12-S44N0-1.5BPUR).
• Etapa 2. Conecte o P-NUCLEO-IOM01M1 a uma fonte de alimentação de 24 V/1 A. A figura a seguir mostra como conectar o P-NUCLEO-IOM01M1 e o STEVAL-IOD004V1 executando o STSW-IOD04K.
• Etapa 3. Inicie a IO-Link Control Tool em seu laptop/PC.
• Etapa 4. Conecte o P-NUCLEO-IOM01M1 pelo cabo mini-USB ao seu laptop/PC executando a IO-Link Control Tool.
  OBSERVAÇÃO
  As etapas de 5 a 13 referem-se às ações a serem executadas na IO-Link Control Tool.
• Etapa 5. Na IO-Link Control Tool, clique em [Select device] e siga as instruções para carregar STMicroelectronics-STEVAL-IOD004V1-38kBd-20210429-IODD1.1.xml ou STMicroelectronics-STEVAL-IOD004V1-230kBd-20210429-IODD1.1 .2.xml, de acordo com a escolha de COM3 ou COMXNUMX, no diretório IODD do pacote de software.
• Etapa 6. Conecte o mestre clicando no ícone verde (canto superior esquerdo).
• Etapa 7. Clique em [Power ON] para alimentar o STEVAL-IOD004V1. O LED vermelho no STEVAL-IOD004V1 pisca.
• Etapa 8. Clique em [IO-Link] para iniciar a comunicação IO-Link. O LED verde no STEVAL-IOD004V1 pisca.
  OBSERVAÇÃO
  Por padrão, a comunicação inicia com o ISM330DHCX configurado como acelerômetro.
• Etapa 9. Plote os dados coletados pelo acelerômetro ISM330DHCX clicando em [Plot].
• Passo 10. Para ativar a troca de dados com outro sensor, vá para [Menu Parâmetro]>[Seleção de Entrada de Processo].
  • Passo 10a. Clique duas vezes no nome do sensor (texto verde).
  • Etapa 10b. Selecione o sensor desejado entre as opções disponíveis.
  • Etapa 10c. Clique em [Write Selected] para alinhar o mestre e o dispositivo. O procedimento é concluído quando o nome do sensor selecionado fica verde, conforme mostrado abaixo.

Figura 6. Ferramenta de controle IO-Link view (exampe)

Figura 7. Ferramenta de controle IO-Link view - plotagem de dados do processo

• Ao terminar sua sessão de avaliação, siga as etapas adicionais abaixo.
• Etapa 11. Clique em [Inativo] para interromper a comunicação IO-Link.
• Etapa 12. Clique em [Power Off] para impedir que o mestre IO-Link forneça o dispositivo IO-Link.
• Etapa 13. Clique em [Disconnect] para interromper a comunicação entre IO-Link Control Tool e P-NUCLEO-IOM01M1.
• Etapa 14. Desconecte o cabo mini-USB do P-NUCLEO-IOM01M1.
• Etapa 15. Desconecte a alimentação de 24 V do P-NUCLEO-IOM01M1.

Configuração do software
Para configurar um ambiente de desenvolvimento adequado para a criação de aplicativos IO-Link para STM32G071EB e L6364W, você precisa:

• Firmware STSW-IOD04K e documentação relacionada disponível em www.st.com;
• uma das seguintes cadeias de ferramentas e compiladores de desenvolvimento:
  • IAR Embedded Workbench para cadeia de ferramentas ARM®
  • Queda
  • STM32CubeIDE mais ST-LINK/V2

Histórico de revisão

Tabela 1. Histórico de revisão do documento

Lista de tabelas

• Tabela 1. Histórico de revisões de documentos ……………………………………………………….. 9

Lista de figuras

• Figura 1. Arquitetura do software STSW-IOD04K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
• Figura 2. Estrutura de pastas STSW-IOD04K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
• Figura 3. STEVAL-IOD004V1 e STLINK-V3MINI – diagrama de conexão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
• Figura 4. Kit de avaliação STEVAL-IOD04KT1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
• Figura 5. Configurações do terminal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
• Figura 6. Ferramenta de controle IO-Link view (example). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
• Figura 7. Ferramenta de controle IO-Link view – plotagem de dados do processo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

AVISO IMPORTANTE - LEIA COM ATENÇÃO
A STMicroelectronics NV e suas subsidiárias (“ST”) reservam-se o direito de fazer alterações, correções, aprimoramentos, modificações e melhorias nos produtos ST e/ou neste documento a qualquer momento sem aviso prévio. Os compradores devem obter as informações relevantes mais recentes sobre os produtos ST antes de fazer pedidos. Os produtos ST são vendidos de acordo com os termos e condições de venda da ST em vigor no momento do reconhecimento do pedido. Os compradores são os únicos responsáveis ​​pela escolha, seleção e uso dos produtos ST e a ST não assume nenhuma responsabilidade pela assistência à aplicação ou pelo design dos produtos dos compradores. Nenhuma licença, expressa ou implícita, a qualquer direito de propriedade intelectual é concedida pela ST neste documento. A revenda de produtos ST com disposições diferentes das informações aqui estabelecidas anulará qualquer garantia concedida pela ST para tal produto. ST e o logotipo ST são marcas registradas da ST. Para obter informações adicionais sobre as marcas registradas ST, consulte www.st.com/trademarks. Todos os outros nomes de produtos ou serviços são de propriedade de seus respectivos proprietários. As informações neste documento substituem as informações fornecidas anteriormente em quaisquer versões anteriores deste documento. © 2021 STMicroelectronics – Todos os direitos reservados

Documentos / Recursos

ST com STEVAL-IOD04KT1 Microeletrônica Sensor de Função Múltipla [pdf] Guia do Usuário STEVAL-IOD04KT1, Sensor de função múltipla de microeletrônica, Sensor de função múltipla, Sensor de função, STEVAL-IOD04KT1, Sensor

Referências

• Manual do usuário