STMicroelectronics UM3059 X-NUCLEO-OUT09A1 Промышленная плата расширения цифровых выходов Руководство пользователя

Содержание: скрывать

1 STMicroelectronics UM3059 X-NUCLEO-OUT09A1 Плата расширения промышленного цифрового выхода

3.4 требования к оборудованию

3.5 Системные требования

3.6 Настройка платы

4 Принципиальные схемы

5 Ведомость материалов

6 Версии платы

7 Информация о соответствии нормативным требованиям

7.1 Уведомление для Федеральной комиссии по связи США (FCC)

8 Рекомендации

9 Документы / Ресурсы

9.1 Рекомендации

10 Похожие сообщения

STMicroelectronics UM3059 X-NUCLEO-OUT09A1 Плата расширения промышленного цифрового выхода

Введение

Промышленная плата расширения цифровых выходов X-NUCLEO-OUT09A1 для STM32 Nucleo обеспечивает мощную и гибкую среду для оценки управляющих и диагностических возможностей твердотельного твердотельного реле IPS8160HQ с восьмеричным высоким плечом, подключенного к 0.7 Промышленные нагрузки.
X-NUCLEO-OUT09A1 взаимодействует с микроконтроллером на STM32 Nucleo через оптопары 3 кВ и 3.7 кВ, управляемые контактами GPIO и разъемами Arduino® R3.
Плату расширения можно подключить либо к плате разработки NUCLEO-F401RE, либо к плате разработки NUCLEO-G431RB.
Также можно оценить систему, состоящую из X-NUCLEO-OUT09A1, установленного на другие платы расширения.

Рисунок 1. Плата расширения X-NUCLEO-OUT09A1

Начинаем!

Обзор

В X-NUCLEO-OUT09A1 встроен интеллектуальный выключатель питания (IPS) IPS8160HQ, который имеет защиту от перегрузки по току и перегреву для безопасного управления выходными нагрузками.
Плата разработана с учетом требований приложений к гальванической развязке между пользовательским интерфейсом и интерфейсом питания.
Оптическая изоляция удовлетворяет этому требованию. Изоляция реализована через три оптопары (ISO1, ISO2, ISO3) для входных сигналов, поступающих на устройство, и состояния накопительного диагностического сигнала обратной связи устройства.
Особенности платы расширения:

На основе восьмеричного коммутатора верхнего плеча IPS8160HQ, который имеет:
- Рабочий диапазон от 10.5 до 36 В
- Низкое рассеивание мощности (RON(MAX) = 280 мОм)
- Быстрое затухание для индуктивных нагрузок
- Андерволtagе блокировка
- Защита от перегрузки и перегрева
- Потеря защиты земли
- Пакет QFN48L 8×6 мм

Доска приложений, томtage рабочий диапазон: от 15 до 33 В
Расширенный томtage рабочий диапазон (J9 разомкнут) до 36 В

Рабочий ток: до 0.7 А на канал
Зеленые светодиоды для состояния включения/выключения выходов (J12 и J13 замкнуты 1-2, 3-4, 5-6, 7-8)

Красный светодиод для общей диагностики перегрева (SW2 замкнут 2-3)
Гальваническая развязка 3 кВ

Защита от обратной полярности шины питания
Совместимость с отладочными платами STM32 Nucleo.

Оснащен разъемами Arduino® UNO R3.
Соответствие RoHS и China RoHS

Сертификаты СЕ

Цифровой раздел

Цифровая часть связана с интерфейсом STM32, а объем цифрового питанияtage к плате расширения X-NUCLEO-OUT09A1 и обратно.

Рис. 2. Плата расширения X-NUCLEO-OUT09A1: секция цифрового интерфейса

Зеленая пунктирная линия указывает на всю секцию цифрового интерфейса. Розовые прямоугольники обозначают разъемы Arduino® UNO R3.
Четыре разъема Arduino® UNO R3:

разрешить плате расширения взаимодействовать с микроконтроллером платы разработки STM32 Nucleo, получая доступ к периферийным устройствам STM32 и ресурсам GPIO;

обеспечить объем цифровых поставокtage между платой разработки STM32 Nucleo и платой расширения X-NUCLEO-OUT09A1 в любом направлении.

Обычно плата разработки STM32 Nucleo обеспечивает плату расширения 3v3 или 5v0, генерируемую USB. Вы можете выбрать предпочтительный объемtage на плате расширения через SW3 (3v3, замыкающие контакты 1-2; 5v0, замыкающие контакты 2-3).
В качестве альтернативы можно поставить макетную плату STM32 Nucleo в виде платы расширения. В этом случае внешний источник питания voltage (7-12 В) следует подключить к разъему CN11 (по умолчанию не установлен) на плате расширения, а контур заземления следует замкнуть, установив D2 (включение защиты от обратной полярности) или замыкая J11 (без обратной полярности) .
Предоставить VIN vol.tage рельс, необходимо:

замкнуть перемычку JP5 между контактами 2 и 3 и разомкнуть перемычку JP1 на NUCLEO-F401RE;
разомкните перемычку JP5 между контактами 1 и 2 и замкните перемычку JP5 между контактами 3 и 4 на NUCLEO-G431RB.

Силовая секция

Силовая часть включает в себя источник питания voltage (CN1, контакт 1 для VCC, контакт 2 для GND), подключение нагрузки (восемь нагрузок могут быть подключены между каждым контактом CN2, CN3, CN4 и CN12 и контактом 2 CN1), защиты от ЭМС (U2) и защита от обратной полярности питания (D1).

Рисунок 3. Плата расширения X-NUCLEO-OUT09A1: компоненты силовой части

Состояние (перегрев) красный светодиод
Выходные каналы – зеленые светодиоды
IPS8160HQ
Разъем выхода и питания

Для ЭМС:

переходный объем SM15T39CAtagПодавитель (U2), активируемый замыканием J9, помещается между дорожками VCC и GND для защиты IPS8160HQ от перенапряжения на пути шины питания до ±1 кВ/2 Ом связи;
при испытании синфазным перенапряжением необходимо припаять два однослойных конденсатора (C11 и C12 – не входят в комплект поставки) в заранее подготовленных местах;
выход IPS8160HQtagне требуют дополнительной защиты от электромагнитной совместимости в соответствии со стандартами IEC61000-4-2, IEC61000-4-3, IEC61000-4-4, IEC61000-4-5, IEC61000-4-8.

Показатели электромагнитной совместимости X-NUCLEO-OUT09A1 подробно описаны ниже:

на эмиссию, соответствие нормам:
- EN IEC 61000-6-3: 2021
- EN 55032: 2015 + A1: 2020

для иммунитета, соответствия стандартам:
- EN IEC 61000-6-1: 2019
- EN 55035: 2017 + A11: 2020

требования к оборудованию

Плата расширения X-NUCLEO-OUT09A1 предназначена для использования с отладочными платами NUCLEO-F401RE или NUCLEO-G431RB STM32 Nucleo.
Для правильной работы X-NUCLEO-OUT09A1 должен быть подключен к соответствующим контактам разъема Arduino® UNO R3 на плате STM32 Nucleo, как показано ниже.

Рисунок 4. Стек X-NUCLEO-OUT09A1 и STM32 Nucleo

Системные требования

Чтобы использовать платы разработки STM32 Nucleo с платой расширения X-NUCLEO-OUT09A1, вам необходимо:

ПК/ноутбук с Windows (Windows 7 или выше)
USB-кабель типа A — mini-B для подключения платы STM32 Nucleo к ПК при использовании платы разработки NUCLEO-F401RE.

USB-кабель типа A — micro-B для подключения платы STM32 Nucleo к ПК при использовании платы разработки NUCLEO-G431RB.
прошивка и программный пакет X-CUBE-IPS, установленные на вашем ПК/ноутбуке

Настройка платы

Шаг 1. Подключите кабель mini-USB или micro-USB к компьютеру, чтобы использовать X-NUCLEO-OUT09A1 с NUCLEO-
Макетная плата F401RE или NUCLEO-G431RB

Шаг 2. Загрузите прошивку (.bin) на микроконтроллер платы разработки STM32 Nucleo с помощью утилиты STM32 ST-LINK, STM32CubeProgrammer и в соответствии с вашей средой IDE, как указано в таблице ниже.

Табл. 1. Плата разработки NUCLEO-F401RE, поддерживаемая IDE — корзина files

НУКЛЕО-F401RE
IAR	клин	STM32CubeIDE
EWARM-OUT09_19- STM32F4xx_Nucleo.bin	МДК-ARM-OUT09_19- STM32F4xx_Nucleo.bin	STM32CubeIDE-OUT09_19- STM32F4xx_Nucleo.bin

Табл. 2. Плата разработки NUCLEO-G431RB, поддерживаемая IDE — корзина files

НУКЛЕО-G431RB
IAR	клин	STM32CubeIDE
EWARM-OUT09_19- STM32G4xx_Nucleo.bin	МДК-ARM-OUT09_19- STM32G4xx_Nucleo.bin	STM32CubeIDE-OUT09_19- STM32G4xx_Nucleo.bin

Шаг 3. Подключите блок питания устройства IPS8160HQ.tage через CN1 (см. Раздел 1.3 Силовая часть).
Шаг 4. Обеспечьте объем цифровых поставокtage (см. Раздел 1.2 Цифровой раздел).
Шаг 5. Подключите нагрузку к выходному разъему (см. раздел 1.3 «Питание»).

Шаг 6. Сбросить бывшийampпоследовательность, нажав черную кнопку на плате STM32 Nucleo.
Шаг 7. Нажмите синюю кнопку на плате STM32 Nucleo, чтобы выбрать один изampФайлы, поставляемые в пакете прошивки по умолчанию.

Принципиальные схемы

Рисунок 5. Принципиальная схема X-NUCLEO-OUT09A1 (1 из 2)

Рисунок 6. Принципиальная схема X-NUCLEO-OUT09A1 (2 из 2)

Ведомость материалов

Таблица 3. Спецификация X-NUCLEO-OUT09A1

Товары	Количество	Справка	Деталь/значение	Описание	ПРОИЗВОДИТЕЛЬ	Код заказа
1	8	С1 С2 С3 С4 С5 С6 С7 С8	10 нФ, 0603 (1608 Метрическая), 50В, + /-10%	КРЫШКА CER 10000PF 50V X7R 0603	Вурт Электроникс Инк.	885382206002
2	0	C9	47мкФ, Радиальный, Банка, 100В, +/-20%	КАП 47 мкл 20% 100 В (не в сборе)	Вурт Электроникс Инк.	860040875002
3	1	C10	2.2 мкФ 1206, (3216 Метрическая), 100В, + /-10%	КОЛПАК CER 2.2 мкФ 100 В X7R 1206	AVX Корпорация	12061C225КАТ2А
4	0	C11 C12	4700пФ, 1825, (4564 Метрическая), 3000В (3кВ), + /-10%	КРЫШКА CER 4700PF 3KV X7R 1825 (не в сборе)	Вишай Витрамон	HV1825Y472KXHATHV
5	1	C13	0.1 мкФ, 0805 (2012 г. Метрическая), 100В, + /-10%	КОЛПАК CER 0.1 мкФ 100 В X7R 0805	Вурт Электроникс Инк.	885012207128
6	5	CN1 CN2 CN3 CN4 CN12	691214110002, 7.4X7 шаг 3.5	TERM BLK 2POS SIDE ENT 3.5MM PCB	Вурт Электроникс Инк.	691214110002
7	1	CN5	10 способов, 1 ряд	CONN RCPT 10POS 0.1 ЗОЛОТАЯ ПЛАТА	САМТЕК 4УКОН	ESQ-110-14-TS 17896
8	2	CN6 CN9	8 способов, 1 ряд	CONN RCPT 8POS 0.1 ЗОЛОТАЯ ПЛАТА	САМТЕК 4УКОН	ESQ-108-14-TS 15782
9	0	CN7 CN10		CONN RCPT 38POS 0.1 GOLD PCB (не в сборе)	Самтек Инк.	ССК-119-04-ЛД
10	1	CN8	6 способов, 1 ряд	CONN RCPT 6POS 0.1 ЗОЛОТАЯ ПЛАТА	САМТЕК 4УКОН	ESQ-106-04-TS 15781
11	0	CN11	691214110002, 7.4X7 шаг 3.5	ТЕРМИН BLK 2POS SIDE ENT 3.5 мм печатная плата (не в сборе)	Вурт Электроникс Инк.	691214110002
12	1	D1	СТПС1Х100, ДО-214АС, СМА 1А	ДИОД ШОТТКИ 100В 1А SMA	ST	СТПС1Х100А
13	0	D2	БАТ48JФИЛЬМ, СК-76, СОД-323, 750 мВ при 200 мА, 350 мА (постоянный ток)	ДИОД ШОТТКИ 40В 350МА SOD323 (не в сборе)	ST	BAT48JFILM
14	8	Д3 Д4 Д5 Д6 Д7 Д8 Д9 Д10	150060ВС75000, 0603 (1608 Метрическая), 20 мА	СВЕТОДИОД ЗЕЛЕНЫЙ ПРОЗРАЧНЫЙ 0603 SMD	Вурт Электроникс Инк.	150060ВС75000
15	1	D11	КРАСНЫЙ 0603, (1608 Метрическая), 20 мА	СВЕТОДИОД КРАСНЫЙ ПРОЗРАЧНЫЙ 0603 SMD	Вурт Электроникс Инк.	150060RS75000
16	2	ИСО1 ИСО2	TLP293-4(V4GBT PE, 16-SOIC (0.179", 4.55 мм) Ширина)	ОПТОИЗОЛЯТОР 3.75кВ ТРАНС СО16	Toshiba Semiconductor и системы хранения данных	TLP293-4(GB-TP,E TLP293-4(V4GBTPE

Товары	Количество	Справка	Деталь/значение	Описание	ПРОИЗВОДИТЕЛЬ	Код заказа
17	1	ISO3	ACPL-217-50AE, 4-SOIC (0.173″, 4.40 мм Ширина)	ОПТОИЗОЛЯТОР 3KV ТРАНЗИСТОР 4- SO	Broadcom Limited	АЦПЛ-217-50АЭ
18	10	J9 J10 SW3 SW4 SW5 SW6 SW7 SW8 SW9 SW10	ПЕРЕМЫЧКА-con2- стриптиз-мужчина	ПЕРЕМЫЧКА РАЗЪЕМА .100 STR 2POS	ВУРТ	61300211121
19	0	J11	ПЕРЕМЫЧКА-con2- стриптиз-мужчина	ПЕРЕМЫЧКА РАЗЪЕМА .100 STR 2POS (не в сборе)	ВУРТ	61300211121
20	2	J12 J13	con8-2×4-полоска-папа	СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ЗАГОЛОВОК .100 ДВОЙНОЙ СТР 8POS	ВУРТ	61300821121
21	8	Р1 Р2 Р3 Р4 Р5 Р6 Р7 Р8	390, 0603 (1608 Метрическая), 0.1 Вт, 1/10 Вт, +/-1%	РЭС СМД 390 ОМ 1% 1/10Вт 0603	Ягео	RC0603FR-07390RL
22	8	Р9 Р10 Р11 Р12 Р13 Р14 Р15 Р16	68к, 0603 (1608 Метрическая), 0.1 Вт, 1/10 Вт, +/-1%	RES SMD 68K OHM 1% 1/10Вт 0603	Ягео	RC0603FR-0768KL
23	8	Р17 Р18 Р19 Р20 Р21 Р22 Р23 Р24	12к, 0603 (1608 Метрическая), 0.1 Вт, 1/10 Вт, +/-1%	RES SMD 12K OHM 1% 1/10Вт 0603	Ягео	RC0603FR-0712KL
24	8	Р25 Р26 Р27 Р28 Р29 Р30 Р31 Р32	15к, 0603 (1608 Метрическая), 0.1 Вт, 1/10 Вт, +/-1%	RES SMD 15K OHM 1% 1/10Вт 0603	Ягео	RC0603FR-0715KL
25	1	R33	2.2К, 0603 (1608 Метрическая), 0.1 Вт, 1/10 Вт, +/-1%	RES SMD 2.2K OHM 1% 1/10Вт 0603	Ягео	RC0603FR-072K2L
26	2	R34 R35	0603 (1608 Метрическая), 0.1 Вт, 1/10 Вт, +/-1%	ЧИП РЕЗИСТОР SMD 1% 1/10Вт 0603	Ягео	RC0603FR-070RL
27	9	Р101 Р102 Р108 Р111 Р113 Р114 Р115 Р116 Р118	100, 0603 (1608 Метрическая), 0.1 Вт, 1/10 Вт, +/-1%	РЭС СМД 100 ОМ 1% 1/10Вт 0603	Ягео	RC0603FR-07100RP
28	0	Р103 Р104 Р105 Р106 Р107 Р109 Р110 Р112 Р117 Р119 Р120	100, 0603 (1608 Метрическая), 0.1 Вт, 1/10 Вт, +/-1%	RES SMD 100 Ом 1% 1/10W 0603 (не в сборе)	Ягео	RC0603FR-07100RP
29	2	SW1 SW2	con3 полоса мужчина	СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ КОЛЛЕКЦИЯ .100 STR 3POS	ВУРТ	61300311121
30	1	TP8	5001, диаметр 0.100″ 0.180″, Д (2.54 мм х 4.57 мм)	TEST POINT PC MINI .040″D ЧЕРНЫЙ	Кейстоун Электроникс	5001
31	1	U2	СМ15Т39КА, DO-214AB, SMC, 1500 Вт, (1.5 кВт)	ДИОД ТВС 33.3В 69.7В SMC	ST	СМ15Т39КА
32	0	U5	ESDA15P60-1U1 M, 2-UDFN	ДИОД ТВС 13.2В 22.7В 1610 (не в сборе)	ST	ЕСДА15П60-1У1М

Версии платы

Таблица 4. Версии X-NUCLEO-OUT14A1

версия печатной платы	Принципиальные схемы	Ведомость материалов
X$NUCLEO-OUT14A1 (1)	Принципиальные схемы X$NUCLEO-OUT14A1	X$NUCLEO-OUT14A1 спецификация

Этот код идентифицирует первую версию оценочной платы X-NUCLEO-OUT14A1. Он напечатан на плате PCB.

Информация о соответствии нормативным требованиям

Уведомление для Федеральной комиссии по связи США (FCC)

Только для оценки; не одобрен FCC для перепродажи

УВЕДОМЛЕНИЕ FCC – Этот комплект предназначен для того, чтобы:

Разработчики продукта должны оценить электронные компоненты, схемы или программное обеспечение, связанное с комплектом, чтобы определить, следует ли включать такие элементы в готовый продукт и

Разработчики программного обеспечения для написания программных приложений для использования с конечным продуктом.

Этот комплект не является готовым продуктом и после сборки не может быть перепродан или иным образом продан, если предварительно не получены все необходимые разрешения FCC для оборудования. Эксплуатация возможна при условии, что этот продукт не создает вредных помех для лицензированных радиостанций и допускает вредные помехи. Если собранный комплект не предназначен для работы в соответствии с частью 15, частью 18 или частью 95 настоящей главы, оператор комплекта должен работать с разрешения держателя лицензии Федеральной комиссии по связи или должен получить экспериментальное разрешение в соответствии с частью 5 настоящей главы 3.1.2. XNUMX.

Уведомление об инновациях, науке и экономическом развитии Канады (ISED)
Только для оценки. Этот комплект генерирует, использует и может излучать радиочастотную энергию и не тестировался на соответствие ограничениям вычислительных устройств в соответствии с правилами Министерства промышленности Канады (IC).

Уведомление для Европейского Союза
Это устройство соответствует основным требованиям Директивы 2014/30/ЕС (ЭМС) и Директивы 2015/863/ЕС (RoHS).

Уведомление для Соединенного Королевства
Это устройство соответствует Правилам Великобритании об электромагнитной совместимости 2016 г. (UK SI 2016 № 1091) и Правилам об ограничении использования некоторых опасных веществ в электрическом и электронном оборудовании 2012 г. (UK SI 2012 № 3032).

Документы / Ресурсы

STMicroelectronics UM3059 X-NUCLEO-OUT09A1 Плата расширения промышленного цифрового выхода [pdf] Руководство пользователя
UM3059 X-NUCLEO-OUT09A1 Промышленная плата расширения цифрового вывода, UM3059, X-NUCLEO-OUT09A1 Промышленная плата расширения цифрового вывода, Промышленная плата расширения цифрового вывода, Плата расширения вывода, Плата расширения, Плата

Время	Пересмотр	изменения
14-Окт-2022	1	Начальная версия.