STMicroelectronics STEVAL-IFP044V1 Scheda di espansione dell'uscita digitale industriale
Introduzione
STEVAL-IFP044V1 è una scheda di espansione dell'uscita digitale industriale. Fornisce un ambiente potente e flessibile per la valutazione delle capacità di pilotaggio e diagnostica dell'IPS2050HQ-32 (doppio relè a stato solido di potenza intelligente high-side) in un modulo di uscita digitale collegato a carichi industriali da 5.7 A (max.).
STEVAL-IFP044V1 può interfacciarsi con il microcontrollore sul Nucleo STM32 tramite accoppiatori ottici da 5 kV pilotati da pin GPIO, connettori Arduino UNO R3 (configurazione predefinita) e ST morpho (opzionale, non montato).
La scheda di espansione può essere collegata a una scheda di sviluppo NUCLEO-F401RE o NUCLEO-G431RB.
È anche possibile valutare un sistema composto da un massimo di quattro schede di espansione STEVAL-IFP044V1 sovrapposte.
Come un example, un sistema con quattro schede di espansione STEVAL-IFP044V1 consente di valutare un modulo di uscita digitale a otto canali con capacità di 5.7 A (max.) ciascuno.
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Sopraview
STEVAL-IFP044V1 incorpora l'interruttore di alimentazione intelligente (IPS) IPS2050HQ-32, dotato di protezione da sovracorrente e sovratemperatura per un controllo sicuro del carico in uscita.
La scheda è progettata per soddisfare i requisiti applicativi in termini di isolamento galvanico tra le interfacce utente e di alimentazione. Questo requisito è soddisfatto dall'isolamento ottico implementato tramite quattro optoisolatori (ISO1, ISO2, ISO3 e ISO4) per il segnale di invio al dispositivo e pin FLT per i segnali diagnostici di feedback.
Le caratteristiche STEVAL-IFP044V1:
- Basato sullo switch dual high-side IPS2050HQ-32, che presenta:
- Campo di funzionamento fino a 60 V/5.7 A
- Bassa dissipazione di potenza (RON(MAX) = 50 mΩ)
- Decadimento rapido per carichi induttivi
- Guida intelligente del carico capacitivo
- sotto-volumetage blocco
- Protezioni da sovraccarico e sovratemperatura per canale
- Confezione QFN48L 8×6 mm
- Intervallo operativo della scheda applicativa: da 8 a 33 V/da 0 a 5.7 A
- Vol. estesotage campo di lavoro (J3 aperto) fino a 60 V
- LED verdi per lo stato di attivazione/disattivazione dell'uscita
- LED rossi per diagnostica per canale (sovraccarico e surriscaldamento)
- Isolamento galvanico 5 kV
- Protezione contro l'inversione di polarità della guida di alimentazione
- Compatibile con le schede di sviluppo STM32 Nucleo
- Dotato di connettori Arduino UNO R3
- Certificato CE
- Conforme a RoHS e Cina RoHS
- Non approvato FCC per la rivendita
Sezione digitale
La sezione digitale è associata all'interfaccia STM32 e all'alimentazione digitale voltage da e verso la scheda di espansione STEVAL-IFP044V1.
I quattro connettori Arduino UNO R3:
- consentire la comunicazione della scheda di espansione con il microcontrollore della scheda di sviluppo STM32 Nucleo accedendo alle periferiche STM32 e alle risorse GPIO;
- fornire fornitura digitale voltage tra la scheda di sviluppo STM32 Nucleo e la scheda di espansione STEVAL-IFP044V1, in entrambe le direzioni.
Normalmente, la scheda di sviluppo STM32 Nucleo fornisce la scheda di espansione tramite un 3v3 o 5v0 generato dall'USB. È possibile selezionare il voltage sulla scheda di espansione tramite SW3 (chiusura 3v3 pin 1-2; chiusura 5v0 pin 2-3).
In alternativa è possibile alimentare la scheda di sviluppo STM32 Nucleo tramite la scheda di espansione. In questo caso, una fornitura esterna voltage (7-12 V) deve essere collegato al connettore CN2 (non montato di default) sulla scheda di espansione e l'anello di terra deve essere chiuso montando D2 (abilita la protezione da inversione di polarità) o chiudendo J17 (senza inversione di polarità).
Per fornire il VIN voltagIl binario è necessario per:
- chiudere il jumper JP5 tra i pin 2 e 3 e aprire il jumper JP1 sul NUCLEO-F401RE
- aprire il jumper JP5 tra i pin 1 e 2 e chiudere il jumper JP5 tra i pin 3 e 4 sul NUCLEO-G431RB
Sezione di potenza
La sezione di potenza coinvolge l'alimentatore voltage (CN1, pin 2 e 3 per VCC, pin 4 per GND), collegamento del carico (tra CN1 pin 1-4 e CN1 pin 5-4) e protezione di compatibilità elettromagnetica (EMC).
- Canale di uscita 1 – LED rosso guasto
- Canale di uscita 2 – LED rosso guasto
- Canale di uscita 1 – LED verde
- Canale di uscita 2 – LED verde
- IPS2050HQ-32
- Connettore di uscita e alimentazione
Per EMC:
- Il transitorio SM15T39CA voltagIl soppressore (TR1), abilitato chiudendo JP3, è posizionato tra le tracce VCC e GND per proteggere l'IPS2050HQ-32 dalle scariche di sovracorrente sul percorso della linea di alimentazione fino all'accoppiamento ±1kV/2Ω;
- nelle prove di sovratensione di modo comune, nei punti predisposti devono essere saldati due condensatori a strato singolo (C1 e C2 – non inclusi);
- l'uscita IPS2050HQ-32 stage non richiedono protezioni EMC aggiuntive rispetto agli standard IEC61000-4-2, IEC61000-4-3, IEC61000-4-5.
Requisiti hardware
La scheda di espansione STEVAL-IFP044V1 è progettata per essere utilizzata con le schede di sviluppo Nucleo NUCLEO-F401RE o NUCLEO-G431RB STM32.
Per funzionare correttamente, lo STEVAL-IFP044V1 deve essere collegato ai pin del connettore Arduino UNO R3 corrispondenti sulla scheda STM32 Nucleo come mostrato di seguito.
Requisiti di sistema
Per utilizzare le schede di sviluppo STM32 Nucleo con la scheda di espansione STEVAL-IFP044V1, è necessario:
- un PC/laptop Windows (Windows 7 o versioni successive)
- un cavo USB da tipo A a mini-B per collegare la scheda STM32 Nucleo al PC quando si utilizza una scheda di sviluppo NUCLEO-F401RE
- un cavo USB da tipo A a micro-B per collegare la scheda Nucleo STM32 al PC quando si utilizza una scheda di sviluppo NUCLEO-G431RB
- il pacchetto firmware e software X-CUBE-IPS installato sul PC/laptop
Configurazione della scheda
- Fase 1. Collega il cavo micro-USB o mini/USB al PC per utilizzare STEVAL-IFP044V1 con la scheda di sviluppo NUCLEOF401RE o NUCLEO-G431RB
- Fase 2. Scarica il firmware (.bin o .hex) sul microcontroller della scheda di sviluppo STM32 Nucleo tramite l'utilità STM32 ST-LINK, STM32CubeProgrammer e in base al tuo ambiente IDE come dettagliato nella tabella seguente.
Tabella 1. IDE supportati dalla scheda di sviluppo NUCLEO-F401RE – bin filesNUCLEO-F401RE Io sono Chiglia STM32CubeIDE EWARM-OUT03_04- STM32F4xx_Nucleo.bin
MDK-ARM-OUT03_04- STM32F4xx_Nucleo.bin
STM32CubeIDE-OUT03_04- STM32F4xx_Nucleo.bin
Tabella 2. IDE supportati dalla scheda di sviluppo NUCLEO-G431RB – bin files
NUCLEO-G431RB Io sono Chiglia STM32CubeIDE EWARM-OUT03_04- STM32G4xx_Nucleo.bin
MDK-ARM-OUT03_04- STM32G4xx_Nucleo.bin
STM32CubeIDE-OUT03_04- STM32G4xx_Nucleo.bin
Nota: il binario files elencati nelle tabelle precedenti sono inclusi nel pacchetto software X-CUBE-IPS. STEVAL-IFP044V1 è completamente compatibile con X-NUCLEO-OUT04A1..
- Fase 3. Collegare l'alimentazione del dispositivo IPS2050HQ-32 voltage tramite CN1 (vedi Sezione 1.1.2 Sezione Potenza).
- Fase 4. Fornire la fornitura digitale voltage (vedi Sezione 1.1.1 Sezione digitale).
- Fase 5. Collegare il carico sul connettore di uscita (vedi Sezione 1.1.2 Sezione Potenza).
- Fase 6. Ripristina l'esample sequenza premendo il pulsante nero sulla scheda STM32 Nucleo.
- Fase 7. Premere il pulsante blu sulla scheda STM32 Nucleo per scegliere tra le esample forniti nel pacchetto firmware predefinito.
Configurazione a più schede
È anche possibile valutare un modulo di uscita digitale a otto canali sovrapponendo quattro STEVAL-IFP044V1 con rail di alimentazione condiviso o indipendente e carichi indipendenti.
In questo caso, le quattro schede di espansione (scheda 0, 1, 2, 3 come indicato nella tabella sottostante) devono essere opportunamente configurate: per la scheda 1, 2 e 3 è necessario dissaldare quattro resistenze per ogni scheda dal default posizionarli e saldarli nuovamente nelle posizioni alternate secondo la seguente tabella.
Tabella 3. Configurazione di uno stack di quattro schede di espansione
| Consiglio n. | IN1 | IN2 | FLT1 | FLT2 |
| Consiglio 0 | R101 | R102 | R103 | R104 |
| Consiglio 1 | R131 | R132 | R133 | R134 |
| Consiglio 2 | R111 | R112 | R113 | R114 |
| Consiglio 3 | R121 | R122 | R123 | R124 |
Importante: Quando si utilizzano Board 2 e Board 3, due jumper devono chiudere i pin dei connettori morpho nella scheda STM32 Nucleo:
- CN7.35-36 chiuso
- CN10.25-26 chiuso
Schemi schematici
Figura 5. Schema del circuito STEVAL-IFP044V1 (1 di 2)
Figura 6. Schema del circuito STEVAL-IFP044V1 (2 di 2)
Elenco dei materiali
Tabella 4. Distinta materiali STEVAL-IFP044V1
| Articolo | Quantità | Rif. | Parte/Valore | Descrizione | Produttore | Codice ordine |
| 1 | 1 | U1 | IPS2050HQ-32, QFN48L
8×6 millimetri |
DualHS IPS | ST | IPS2050HQ-32 |
| 2 | 1 | CN1 | 5 vie, 1 fila, SP 5mm, 24 A | Connettore | wurth | 691137710005 |
| 3 | C1,C2 N.A | 4.7nF, 1825, 3kV | Condensatori | Vishay | HV1825Y472KXHATHV | |
| 3 | 1 | TR1 | SM15T39CA, SMC | TVS da 1500 W, 33.3 V in SMC | ST | SM15T39CA |
| 4 | 1 | D1 | STPS1H100A, SMA | Raddrizzatore Schottky di potenza 100 V, 1 A | ST | STPS1H100A |
|
5 |
10 |
J1, J2, J3,
J4, J5, J6, J7, J12, J13 J17 |
SP 2.54 mm |
2 modi, 1 riga |
wurth |
61300211121 |
| 6 | J10, J11 N.A | SP 2.54 mm | Maglioni | – | – | |
| 7 | 2 | C4, C5 | 100 nF, 0805, 100 V | Condensatori | wurth | 885012207128 |
| 8 | 1 | C6 | 2.2 uF, 1206, 100 V | Condensatore | AVX | 12061C225KAT2A |
| 9 | 2 | C7, C10 | 470pF, 0603, 16 V | Condensatori | wurth | 885012206032 |
| 10 | 2 | C8, C11 | 47 nF, 0603, 16 V | Condensatori | wurth | 885012206044 |
| 11 | 2 | C9, C12 | 470 nF, 0603, 25 V | Condensatori | wurth | 885012206075 |
| 12 | C13 N.A | 100 uF, TH, 100 V | Condensatore | – | – | |
| 13 | 4 | ISO1, ISO2ISO3, ISO4 | TLP383, 11-4P1A, VCE = 80V VISO=5kV | OPTOACCOPPIATORE | TOSHIBA WURTH | TLP383 140100146000 |
| 14 | 2 | R1, R2 | 27kΩ, 0603, 0.1 W | Resistori | MULTICOMP | MCMR06X2702FTL |
| 15 | 2 | R3, R4 | 22kΩ, 0603, 0.1 W | Resistori | VISHAY | CRCW060322K0FKEA |
| 16 | 2 | R5, R6 | 390Ω, 0603, 0.1 W | Resistori | YAGEO | RC0603FR-07390RL |
| 17 | 2 | DG1, DG2 | 150060GS75000, 0603 | LED verde | wurth | 150060GS75000 |
| 18 | 2 | R7, R8 | 22kΩ, 0603, 0.2 W | Resistori | TE-CONN | CRGH0603J22K |
| 19 | 2 | DR1, DR2 | 150060RS75000, 0603 | LED ROSSO | wurth | 150060RS75000 |
| 20 | 2 | J8, J9 | SMD 2.54 mm | Connettore a 6 vie, 2 file | wurth | 61030621121 |
| 21 | 4 | R9, R10, R14, R15 | 10 kΩ, 0603, 0.1 W, ±1% | Resistori | Borni | CR0603-FX-1002ELF |
| 22 | 4 | R11, R12, R16, R17 | 0Ω, 0603, 0.1 W | Resistori | MULTICOMP | MCWR06X000 PTL |
| 23 | 2 | R13, R18 | 2.2kΩ, 0603, 0.1 W | Resistori | MULTICOMP | MCMR06X2201FTL |
| 24 | 4 | R101, R102, R103, R104 | 100Ω, 0603, 0.1 W, ±0.5% | Resistori | Panasonic | ERJ3BD1000V |
|
25 |
R111, R121, R131 R112, R122, R132 R113, R123, R133 R114, R124, R134 N/A |
100Ω, 0603 |
Resistori |
– |
– |
| Articolo | Quantità | Rif. | Parte/Valore | Descrizione | Produttore | Codice ordine |
|
26 |
5 |
SW1, SW2, SW3, SW4, SW5 |
SMD 2.54 mm |
3 modi, 1 riga |
TE-CONN |
1241150-3 |
| 27 | 1 | CN2 | SP 5 mm | 2 modi, 1 riga | wurth | 691137710002 |
| 28 | D2NA | BAT48JFILM, SOD-323, 40
V, 0.35 LA |
Protezione da inversione di polarità VDD | ST | BAT48JFilm | |
| 29 | TR2NA | ESDA15P60-1U1M, QFN-2L | Transitorio ad alta potenza voltage soppressore | ST | ESDA15P60-1U1M | |
| 30 | 1 | CN5 | SP 2.54 mm | 10 modi, 1 riga | SAMTEC 4UCON | ESQ-110-14-TS 17896 |
| 31 | 2 | CN6, CN9 | SP 2.54 mm | 8 vie, 1 riga | SAMTEC 4UCON | ESQ-108-14-TS 15782 |
| 32 | 1 | CN8 | SP 2.54 mm | 6 modi, 1 riga | SAMTEC 4UCON | ESQ-106-04-TS 15781 |
| 33 | CN7, CN10NA | SP 2.54 mm | Connettori | SAMTEC | ESQ-119-14-TD | |
|
34 |
5 |
TP1, TP2, TP3, TP4, TP5 |
SP d = 1mm |
Punto di test |
RS |
262-2034 |
Versioni da tavola
Tabella 5. Versioni STEVAL-IFP044V1
| Versione PCB | Schemi schematici | Elenco dei materiali |
| STEVAL$IFP044V1A (1) | Schemi schematici STEVAL$IFP044V1A | STEVAL$IFP044V1A distinta base |
Questo codice identifica la prima versione della scheda di valutazione STEVAL-IFP044V1. È stampato sulla scheda PCB.
Informazioni sulla conformità normativa
Avviso per la Federal Communication Commission (FCC) degli Stati Uniti
Solo per valutazione; non approvato FCC per la rivendita
AVVISO FCC – Questo kit è progettato per consentire:
- Gli sviluppatori di prodotti per valutare componenti elettronici, circuiti o software associati al kit per determinare se incorporare tali elementi in un prodotto finito e
- Sviluppatori di software per scrivere applicazioni software da utilizzare con il prodotto finale.
Questo kit non è un prodotto finito e una volta assemblato non può essere rivenduto o commercializzato in altro modo a meno che non vengano prima ottenute tutte le autorizzazioni FCC richieste per le apparecchiature. Il funzionamento è soggetto alla condizione che questo prodotto non causi interferenze dannose alle stazioni radio con licenza e che questo prodotto accetti interferenze dannose. A meno che il kit assemblato non sia progettato per funzionare ai sensi della parte 15, parte 18 o parte 95 di questo capitolo, l'operatore del kit deve operare sotto l'autorità di un titolare di licenza FCC o deve ottenere un'autorizzazione sperimentale ai sensi della parte 5 del presente capitolo 3.1.2. XNUMX.
Avviso per l'innovazione, la scienza e lo sviluppo economico Canada (ISED)
Solo a scopo di valutazione. Questo kit genera, utilizza e può irradiare energia a radiofrequenza e non è stato testato per la conformità ai limiti dei dispositivi informatici ai sensi delle norme Industry Canada (IC).
À des fins d'évaluation uniquement. Questo kit generale, utilizza et peut émettre de l'énergie radiofrequence et n'a pas été testé pour sa conformité aux limites des appareils informatiques conformément aux règles d'Industrie Canada (IC).
Avviso per l'Unione Europea
Questo dispositivo è conforme ai requisiti essenziali della Direttiva 2014/30/UE (EMC) e della Direttiva 2015/863/UE (RoHS).
Avviso per il Regno Unito Questo dispositivo è conforme alle normative sulla compatibilità elettromagnetica del Regno Unito 2016 (UK SI 2016 n. 1091) e alle normative sulla restrizione dell'uso di determinate sostanze pericolose nelle apparecchiature elettriche ed elettroniche del 2012 (UK SI 2012 n. 3032 ).
Cronologia delle revisioni
Tabella 6. Cronologia delle revisioni del documento
| Data | Revisione | Cambiamenti |
| 29-ago-2022 | 1 | Versione iniziale. |
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Documenti / Risorse
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STMicroelectronics STEVAL-IFP044V1 Scheda di espansione dell'uscita digitale industriale [pdf] Manuale d'uso STEVAL-IFP044V1, scheda di espansione dell'uscita digitale industriale, scheda di espansione dell'uscita digitale industriale STEVAL-IFP044V1, scheda di espansione dell'uscita digitale, scheda di espansione dell'uscita, scheda di espansione, scheda |
