ST com STEVAL-IOD04KT1 Cảm biến đa chức năng vi điện tử

Giới thiệu

STSW-IOD04K là gói phần mềm cho phép bạn kích hoạt giao tiếp IO-Link giữa STEVAL-IOD004V1 (có trong STEVAL-IOD04KT1 nhưng không có sẵn để bán riêng) và IO-Link chính, thông qua bộ thu phát L6364W. Dựa trên STM32CubeHAL, STSW-IOD04K mở rộng STM32Cube. Nó cung cấp gói hỗ trợ bo mạch (BSP) cho giao tiếp IO-Link dựa trên thư viện ngăn xếp demo quản lý dữ liệu đến từ cảm biến nhiệt độ L6364W bên trong và hai cảm biến công nghiệp MEMS trên bo mạch: IIS2MDC (độ chính xác cao, tốc độ cực thấp điện, từ kế đầu ra kỹ thuật số 3 trục) và ISM330DHCX (gia tốc kế 3D và con quay hồi chuyển 3D luôn bật).
Kiến trúc của phần mềm ứng dụng này tạo điều kiện thuận lợi cho việc tích hợp với phần mềm dựa trên STM32Cube khác để tạo raampcác tập tin dành cho các công nghệ ứng dụng phổ biến nhất. Các thư viện đi kèm kích hoạt các chức năng của một hệ thống thực và có thể sử dụng được cho các nhà phát triển. Trình điều khiển phần cứng và các chi tiết trừu tượng cấp thấp cho phép các thành phần và ứng dụng phần mềm trung gian truy cập dữ liệu theo cách độc lập với phần cứng. Các thư viện phần mềm trung gian bao gồm ngăn xếp demo IO-Link độc quyền của ST. Bạn có thể sử dụng gói phần mềm STSW-IOD04K trong các môi trường phát triển tích hợp (IDE) khác nhau: IAR, Keil và STM32CubeIDE. Nó cũng bao gồm IODD file để được tải lên IO-Link master của người dùng.

Bắt đầu

Quaview
STSW-IOD04K mở rộng chức năng STM32Cube. Gói phần mềm cho phép truyền dữ liệu IO-Link của các cảm biến công nghiệp trên STEVAL-IOD004V1 tới IO-Link chính được kết nối thông qua kết nối IO-Link. Các tính năng chính của gói là:

• Gói firmware xây dựng ứng dụng thiết bị IO-Link dựa trên vi điều khiển STM32G071EB
• Thư viện phần mềm trung gian có ngăn xếp demo thiết bị IO-Link cho L6364W để quản lý cảm biến MEMS IIS2MDC và ISM330DHCX
• Tệp nhị phân sẵn sàng sử dụng để truyền dữ liệu cảm biến thiết bị IO-Link
• Khả năng di động dễ dàng trên các dòng MCU khác nhau, nhờ STM32Cube
• Điều khoản cấp phép miễn phí, thân thiện với người dùng

Ngành kiến ​​​​trúc
Phần mềm ứng dụng truy cập STEVAL-IOD004V1 thông qua các lớp phần mềm sau:

• Lớp STM32Cube HAL, cung cấp một bộ giao diện lập trình ứng dụng (API) đơn giản, chung, đa phiên bản để tương tác với các lớp ứng dụng, thư viện và ngăn xếp phía trên. Nó có các API chung và API mở rộng, đồng thời được xây dựng trực tiếp xung quanh một kiến ​​trúc chung. Nó cho phép các lớp kế tiếp như lớp phần mềm trung gian thực hiện các chức năng mà không yêu cầu cấu hình phần cứng cụ thể cho một đơn vị vi điều khiển (MCU) nhất định. Cấu trúc này cải thiện khả năng sử dụng lại mã thư viện và đảm bảo tính di động dễ dàng trên các thiết bị khác.
• Lớp Gói hỗ trợ bo mạch (BSP), hỗ trợ tất cả các thiết bị ngoại vi trên bo mạch ngoại trừ MCU. Bộ API giới hạn này cung cấp giao diện lập trình cho một số thiết bị ngoại vi dành riêng cho bo mạch như đèn LED, nút người dùng, v.v. Giao diện này cũng giúp xác định phiên bản bo mạch cụ thể.

Hình 1. Kiến trúc phần mềm STSW-IOD04K

Thư mục

Hình 2. Cấu trúc thư mục STSW-IOD04K

Gói phần mềm bao gồm các thư mục sau:

• Tài liệu: HTML được biên dịch file được tạo từ mã nguồn nêu chi tiết các thành phần phần mềm và API (một cho mỗi dự án).
• Trình điều khiển: Trình điều khiển HAL và trình điều khiển dành riêng cho bo mạch cho từng bo mạch hoặc nền tảng phần cứng được hỗ trợ, bao gồm các trình điều khiển dành cho các thành phần trên bo mạch và lớp trừu tượng phần cứng độc lập với nhà cung cấp CMSIS cho dòng bộ xử lý ARM Cortex-M.
• Phần mềm trung gian: các thư viện và giao thức có tính năng quản lý cảm biến và ngăn xếp mini IO-Link.
• Dự án: sampứng dụng triển khai nút đa cảm biến IO-Link công nghiệp. Ứng dụng này được cung cấp cho bộ vi điều khiển STM32G071EB cho ba môi trường phát triển: Bàn làm việc nhúng IAR cho ARM, RealView Bộ phát triển vi điều khiển (MDK-ARM-STR) và STM32CubeIDE.

API
Thông tin kỹ thuật chi tiết với chức năng API người dùng đầy đủ và mô tả tham số có trong HTML đã biên dịch file trong thư mục "Tài liệu".

Sampmô tả ứng dụng le
Thư mục Dự án cung cấp sample, sử dụng STEVAL-IOD004V1 với bộ thu phát L6364W và cảm biến công nghiệp ISM330DHCX/IIS2MDC.
Các dự án sẵn sàng xây dựng có sẵn cho nhiều IDE. Bạn có thể tải lên một trong các tệp nhị phân filecủa STSW-IOD04K thông qua STM32CubeProgrammer hoặc tính năng lập trình của IDE của bạn. Để cấp nguồn cho STEVAL-IOD004V1 và flash firmware, bạn có thể chọn một trong các tùy chọn bên dưới:

• Kết nối lập trình viên MCU của bạn (ví dụ:ample, STLINK-V3MINI) vào bo mạch thông qua đầu nối J1; cấp nguồn cho bo mạch bằng nguồn 24 V được cung cấp từ IO-Link master; trên lập trình viên của bạn, chọn nhị phân file flash rồi tiến hành lập trình MCU.

Ghi chú
Đối với quy trình trên, bạn cần có hai cổng USB (một dành cho lập trình viên, cổng còn lại dành cho IO-Link master).

• Kết nối lập trình viên MCU của bạn (ví dụ:ample, STLINK-V3MINI) vào bo mạch thông qua đầu nối J1; cung cấp cho MCU bằng nguồn điện 3.3 V được kết nối với bo mạch thông qua J2 (chân 2 = GND; chân 4 = 3.3 V); trên lập trình viên của bạn, chọn nhị phân file để flash và sau đó lập trình cho MCU.

Bộ lập trình STLINK-V3MINI có thể được kết nối với STEVAL-IOD004V1 bằng J1 (10 chiều, hai hàng) thông qua cáp phẳng 14 chân đi kèm trong bộ sản phẩm: hai chân ở bên phải và bên trái của cáp vẫn chưa được kết nối. Nhìn vào mặt trên của bo mạch và để đầu nối IO-Link M8 ở bên phải của bạn, cáp phải được kết nối sao cho đường màu đỏ nằm ở trên cùng, như hình bên dưới.

Hình 3. STEVAL-IOD004V1 và STLINK-V3MINI – sơ đồ kết nối

Để đánh giá firmware STSW-IOD04K, hãy tải IODD lên file trên công cụ điều khiển của thiết bị chính IO-Link của bạn và kết nối nó với STEVAL-IOD004V1 bằng cáp IO-Link và bộ điều hợp đi kèm trong bộ sản phẩm hoặc bằng bất kỳ cáp tương thích nào khác. Bạn có thể sử dụng bất kỳ IO-Link master v1.1 nào khác với công cụ điều khiển liên quan. Trong người cũample của Mục 2.2, IO-Link master là P-NUCLEO-IOM01M1, công cụ điều khiển liên quan là IO-Link Control Tool được phát triển bởi TEConcept (đối tác ST) và kết nối được hoàn thành bằng ổ cắm M12 với cáp dây tự do ( Katlax p/n CBF12-S44N0-1.5BPUR).

Hướng dẫn thiết lập hệ thống

Mô tả phần cứng

Bộ đánh giá STEVAL-IOD04KT1
STEVAL-IOD04KT1 là bộ thiết kế tham chiếu khai thác các tính năng của bộ thu phát thiết bị kênh đôi L6364W IO-Link. Bộ sản phẩm bao gồm bo mạch chính STEVAL-IOD004V1 (không bán), công cụ lập trình và gỡ lỗi STLINK-V3MINI, cáp phẳng 14 chân và bộ chuyển đổi đầu nối công nghiệp tiêu chuẩn M8 đến M12. Bộ sản phẩm hoạt động như một cảm biến công nghiệp thông minh hiện đại được kết nối với trung tâm IO-Link chính (hoặc giao diện PLC phù hợp). Nguồn điện cho MCU, cảm biến và các thiết bị logic khác lấy từ bộ điều khiển bộ chuyển đổi DC-DC được nhúng trong L6364W. Bộ vi điều khiển STM32G071EB trên bo mạch chạy ngăn xếp demo IO-Link v.1.1, điều khiển giao tiếp IO-Link và mã phần mềm quản lý bộ thu phát L6364W và cảm biến công nghiệp MEMS. Kích thước nhỏ của bo mạch chính đã đạt được nhờ kích thước nhỏ của các tùy chọn gói CSP L6364W và STM32G071EB. Kết nối bo mạch chính với IO-Link master thông qua bộ chuyển đổi và đầu nối M8 đi kèm trong bộ sản phẩm để hoạt động bình thường. Chỉ kết nối cùng một bảng với STLINK-V3MINI thông qua cáp phẳng nếu bạn muốn lập trình STM32G071EB với chương trình cơ sở mới.

Hình 4. Bộ đánh giá STEVAL-IOD04KT1

Thiết lập phần cứng

Các bước sau đây giải thích cách điều khiển STEVAL-IOD004V1 thông qua P-NUCLEO-IOM01M1.

• Bước 1. Kết nối P-NUCLEO-IOM01M1 với STEVAL-IOD004V1 thông qua ba dây (L+, L-/GND và CQ). STEVAL-IOD04KT1 bao gồm đầu nối M8 (ổ cắm bốn chiều) đến M12 (phích cắm năm chiều) để dễ dàng giao tiếp STEVAL-IOD004V1 với bất kỳ máy chủ IO-Link nào có đầu nối M12 (ổ cắm). Cách dễ nhất để kết nối STEVAL-IOD004V1 với P-NUCLEO-IOM01M1 là sử dụng cáp có M12 (ổ cắm bốn hoặc năm chiều) ở một bên và dây tự do ở phía bên kia (ví dụ:ample, Katlax p/n CBF12-S44N0-1.5BPUR).
• Bước 2. Kết nối P-NUCLEO-IOM01M1 với nguồn điện 24 V/1 A. Hình sau đây cho thấy cách kết nối P-NUCLEO-IOM01M1 và STEVAL-IOD004V1 chạy STSW-IOD04K.
• Bước 3. Khởi chạy Công cụ điều khiển IO-Link trên máy tính xách tay/PC của bạn.
• Bước 4. Kết nối P-NUCLEO-IOM01M1 bằng cáp mini-USB với máy tính xách tay/PC của bạn đang chạy Công cụ điều khiển IO-Link.
  GHI CHÚ
  Các bước từ 5 đến 13 đề cập đến các hành động cần thực hiện trong Công cụ điều khiển IO-Link.
• Bước 5. Trong Công cụ điều khiển IO-Link, nhấp vào [Chọn thiết bị] và làm theo hướng dẫn để tải lên STMicroelectronics-STEVAL-IOD004V1-38kBd-20210429-IODD1.1.xml hoặc STMicroelectronics-STEVAL-IOD004V1-230kBd-20210429-IODD1.1 .2.xml, tùy theo lựa chọn COM3 hoặc COMXNUMX, trong thư mục IODD của gói phần mềm.
• Bước 6. Kết nối bản gốc bằng cách nhấp vào biểu tượng màu xanh lá cây (góc trên cùng bên trái).
• Bước 7. Nhấp vào [BẬT nguồn] để cấp nguồn cho STEVAL-IOD004V1. Đèn LED màu đỏ trên STEVAL-IOD004V1 nhấp nháy.
• Bước 8. Nhấp vào [IO-Link] để bắt đầu giao tiếp IO-Link. Đèn LED màu xanh lục trên STEVAL-IOD004V1 nhấp nháy.
  GHI CHÚ
  Theo mặc định, giao tiếp bắt đầu với ISM330DHCX được định cấu hình làm gia tốc kế.
• Bước 9. Vẽ đồ thị dữ liệu được thu thập bởi gia tốc kế ISM330DHCX bằng cách nhấp vào [Plot].
• Bước 10. Để kích hoạt trao đổi dữ liệu với cảm biến khác, hãy chuyển đến [Menu tham số]>[Lựa chọn đầu vào quy trình].
  • Bước 10a. Nhấp đúp vào tên cảm biến (văn bản màu xanh lá cây).
  • Bước 10b. Chọn cảm biến mong muốn từ các lựa chọn có sẵn.
  • Bước 10c. Nhấp vào [Write Selected] để căn chỉnh bản gốc và thiết bị. Quy trình hoàn tất khi tên của cảm biến được chọn chuyển sang màu xanh lục, như minh họa bên dưới.

Hình 6. Công cụ điều khiển IO-Link view (bán tạiample)

Hình 7. Công cụ điều khiển IO-Link view – xử lý sơ đồ dữ liệu

• Khi bạn kết thúc phiên đánh giá của mình, hãy làm theo các bước bổ sung bên dưới.
• Bước 11. Nhấp vào [Không hoạt động] để dừng liên lạc IO-Link.
• Bước 12. Nhấp vào [Tắt nguồn] để ngăn thiết bị chính IO-Link cung cấp thiết bị IO-Link.
• Bước 13. Nhấp vào [Ngắt kết nối] để dừng giao tiếp giữa Công cụ điều khiển IO-Link và P-NUCLEO-IOM01M1.
• Bước 14. Ngắt kết nối cáp mini-USB khỏi P-NUCLEO-IOM01M1.
• Bước 15. Ngắt kết nối nguồn 24 V khỏi P-NUCLEO-IOM01M1.

Thiết lập phần mềm
Để thiết lập môi trường phát triển phù hợp cho việc tạo ứng dụng IO-Link cho STM32G071EB và L6364W, bạn cần:

• Phần sụn STSW-IOD04K và tài liệu liên quan có sẵn trên www.st.com;
• một trong những chuỗi công cụ và trình biên dịch phát triển sau:
  • Bàn làm việc nhúng IAR cho chuỗi công cụ ARM®
  • Keil
  • STM32CubeIDE cộng với ST-LINK/V2

Lịch sử sửa đổi

Bảng 1. Lịch sử sửa đổi tài liệu

Danh sách các bảng

• Bảng 1. Lịch sử sửa đổi tài liệu ……………………….. 9

Danh sách các hình ảnh

• Hình 1. Kiến trúc phần mềm STSW-IOD04K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
• Hình 2. Cấu trúc thư mục STSW-IOD04K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
• Hình 3. STEVAL-IOD004V1 và STLINK-V3MINI – sơ đồ kết nối. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
• Hình 4. Bộ đánh giá STEVAL-IOD04KT1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
• Hình 5. Cài đặt thiết bị đầu cuối. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
• Hình 6. Công cụ điều khiển IO-Link view (bán tạiample) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
• Hình 7. Công cụ điều khiển IO-Link view – xử lý sơ đồ dữ liệu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

THÔNG BÁO QUAN TRỌNG - VUI LÒNG ĐỌC KỸ
STMicroelectronics NV và các công ty con (“ST”) có quyền thực hiện các thay đổi, chỉnh sửa, cải tiến, sửa đổi và cải tiến đối với các sản phẩm ST và/hoặc tài liệu này bất cứ lúc nào mà không cần thông báo. Người mua nên lấy thông tin liên quan mới nhất về sản phẩm ST trước khi đặt hàng. Sản phẩm ST được bán theo các điều khoản và điều kiện bán hàng của ST tại thời điểm xác nhận đơn hàng. Người mua hoàn toàn chịu trách nhiệm về việc lựa chọn và sử dụng các sản phẩm ST và ST không chịu trách nhiệm pháp lý về hỗ trợ ứng dụng hoặc thiết kế sản phẩm của Người mua. Không có giấy phép nào, rõ ràng hay ngụ ý, đối với bất kỳ quyền sở hữu trí tuệ nào được ST cấp ở đây. Việc bán lại các sản phẩm ST có quy định khác với thông tin nêu trong tài liệu này sẽ làm mất hiệu lực mọi bảo hành do ST cấp cho sản phẩm đó. ST và logo ST là thương hiệu của ST. Để biết thêm thông tin về nhãn hiệu ST, vui lòng tham khảo www.st.com/trademarks. Tất cả các tên sản phẩm hoặc dịch vụ khác là tài sản của chủ sở hữu tương ứng. Thông tin trong tài liệu này thay thế và thay thế thông tin được cung cấp trước đó trong bất kỳ phiên bản trước của tài liệu này. © 2021 STMicroelectronics - Mọi quyền được bảo lưu

Tài liệu / Tài nguyên

ST com STEVAL-IOD04KT1 Cảm biến đa chức năng vi điện tử [tập tin pdf] Hướng dẫn sử dụng STEVAL-IOD04KT1, Cảm biến đa chức năng vi điện tử, Cảm biến đa chức năng, Cảm biến chức năng, STEVAL-IOD04KT1, Cảm biến

Tài liệu tham khảo

• Hướng dẫn sử dụng