Placa de expansión de salida digital industrial STMicroelectronics STEVAL-IFP044V1
Introducción
El STEVAL-IFP044V1 es una placa de expansión de salida digital industrial. Proporciona un entorno potente y flexible para la evaluación de las capacidades de conducción y diagnóstico del IPS2050HQ-32 (relé de estado sólido de potencia inteligente dual de lado alto) en un módulo de salida digital conectado a cargas industriales de 5.7 A (máx.).
El STEVAL-IFP044V1 puede interactuar con el microcontrolador en el STM32 Nucleo a través de optoacopladores de 5 kV controlados por pines GPIO, Arduino UNO R3 (configuración predeterminada) y conectores ST morpho (opcional, no montado).
La placa de expansión se puede conectar a una placa de desarrollo NUCLEO-F401RE o NUCLEO-G431RB.
También es posible evaluar un sistema compuesto por hasta cuatro tarjetas de expansión STEVAL-IFP044V1 apiladas.
Como example, un sistema con cuatro tarjetas de expansión STEVAL-IFP044V1 le permite evaluar un módulo de salida digital de ocho canales con una capacidad de 5.7 A (máx.) cada uno.
Empezando
Encimaview
El STEVAL-IFP044V1 incorpora el interruptor de alimentación inteligente (IPS) IPS2050HQ-32, que cuenta con protección contra sobrecorriente y sobretemperatura para un control seguro de la carga de salida.
La placa está diseñada para cumplir con los requisitos de la aplicación en términos de aislamiento galvánico entre el usuario y las interfaces de alimentación. Este requisito se cumple mediante el aislamiento óptico implementado a través de cuatro optoacopladores (ISO1, ISO2, ISO3 e ISO4) para reenviar señales al dispositivo y pines FLT para señales de diagnóstico de retroalimentación.
El STEVAL-IFP044V1 presenta:
- Basado en el interruptor lateral alto dual IPS2050HQ-32, que cuenta con:
- Rango de funcionamiento hasta 60 V/5.7 A
- Baja disipación de potencia (RON(MAX) = 50 mΩ)
- Decaimiento rápido para cargas inductivas
- Conducción inteligente de carga capacitiva
- Bajo voltage bloqueo
- Protecciones de sobrecarga y sobretemperatura por canal
- Paquete QFN48L de 8 × 6 mm
- Rango de funcionamiento de la placa de aplicación: 8 a 33 V/0 a 5.7 A
- Volumen extendidotage rango de operación (J3 abierto) hasta 60 V
- LED verdes para el estado de encendido/apagado de la salida
- LED rojos para diagnóstico por canal (sobrecarga y sobrecalentamiento)
- Aislamiento galvánico de 5 kV
- Protección contra polaridad inversa del riel de suministro
- Compatible con placas de desarrollo STM32 Nucleo
- Equipado con conectores Arduino UNO R3
- Certificado CE
- Cumple con RoHS y China RoHS
- No aprobado por la FCC para reventa
Sección digital
La sección digital está asociada con la interfaz STM32 y el volumen de suministro digital.tage hacia y desde la tarjeta de expansión STEVAL-IFP044V1.
Los cuatro conectores Arduino UNO R3:
- permitir la comunicación de la placa de expansión con el microcontrolador de la placa de desarrollo STM32 Nucleo accediendo al periférico STM32 y a los recursos GPIO;
- proporcionar volumen de suministro digitaltage entre la placa de desarrollo STM32 Nucleo y la placa de expansión STEVAL-IFP044V1, en cualquier dirección.
Normalmente, la placa de desarrollo STM32 Nucleo alimenta la placa de expansión mediante un 3v3 o 5v0 generado por el USB. Puede seleccionar el volumen preferidotage en la placa de expansión a través de SW3 (3v3 pines de cierre 1-2; 5v0 pines de cierre 2-3).
Alternativamente, es posible alimentar la placa de desarrollo STM32 Nucleo mediante la placa de expansión. En este caso, un volumen de suministro externotage (7-12 V) debe conectarse al conector CN2 (no montado por defecto) en la placa de expansión y el bucle de tierra debe cerrarse montando D2 (habilitar la protección de polaridad inversa) o cerrando J17 (sin polaridad inversa).
Para suministrar el VIN vol.tagEl riel es necesario para:
- cierre el puente JP5 entre los pines 2 y 3 y abra el puente JP1 en el NUCLEO-F401RE
- abra el puente JP5 entre los pines 1 y 2 y cierre el puente JP5 entre los pines 3 y 4 en el NUCLEO-G431RB
Sección de potencia
La sección de potencia implica la fuente de alimentación vol.tage (CN1, pin 2 y 3 para VCC, pin 4 para GND), conexión de carga (entre CN1 pines 1-4 y CN1 pines 5-4) y protección de compatibilidad electromagnética (EMC).
- Canal de salida 1 – LED rojo de falla
- Canal de salida 2 – LED rojo de falla
- Canal de salida 1 – LED verde
- Canal de salida 2 – LED verde
- IPS2050HQ-32
- Conector de salida y fuente de alimentación
Para CEM:
- El volumen transitorio SM15T39CAtagEl supresor (TR1), habilitado al cerrar JP3, se coloca entre las pistas VCC y GND para proteger el IPS2050HQ-32 contra descargas transitorias en la ruta del riel de suministro hasta un acoplamiento de ±1kV/2Ω;
- en la prueba de sobretensiones en modo común, se deben soldar dos capacitores de una sola capa (C1 y C2, no incluidos) en las ubicaciones predispuestas;
- las salidas IPS2050HQ-32tages no requieren protecciones EMC adicionales con respecto a los estándares IEC61000-4-2, IEC61000-4-3, IEC61000-4-5.
Requisitos de hardware
La placa de expansión STEVAL-IFP044V1 está diseñada para usarse con las placas de desarrollo NUCLEO-F401RE o NUCLEO-G431RB STM32 Nucleo.
Para funcionar correctamente, el STEVAL-IFP044V1 debe conectarse a los pines del conector Arduino UNO R3 correspondientes en la placa STM32 Nucleo como se muestra a continuación.
Requisitos del sistema
Para utilizar las placas de desarrollo STM32 Nucleo con la placa de expansión STEVAL-IFP044V1, necesita:
- una PC/portátil con Windows (Windows 7 o superior)
- un cable USB tipo A a mini-B para conectar la placa Nucleo STM32 a la PC cuando se utiliza una placa de desarrollo NUCLEO-F401RE
- un cable USB tipo A a micro-B para conectar la placa Nucleo STM32 a la PC cuando se usa una placa de desarrollo NUCLEO-G431RB
- el paquete de firmware y software X-CUBE-IPS instalado en su PC/portátil
Configuración de la placa
- Paso 1. Conecte el cable micro-USB o mini/USB a su PC para usar el STEVAL-IFP044V1 con la placa de desarrollo NUCLEOF401RE o NUCLEO-G431RB
- Paso 2. Descargue el firmware (.bin o .hex) en el microcontrolador de la placa de desarrollo STM32 Nucleo a través de la utilidad STM32 ST-LINK, STM32CubeProgrammer y de acuerdo con su entorno IDE, como se detalla en la siguiente tabla.
Tabla 1. IDE compatibles con la placa de desarrollo NUCLEO-F401RE: contenedor filesNUCLEO-F401RE IAR Quill STM32CubeIDE EWARM-OUT03_04- STM32F4xx_Nucleo.bin
MDK-ARM-OUT03_04- STM32F4xx_Nucleo.bin
STM32CubeIDE-OUT03_04- STM32F4xx_Nucleo.bin
Tabla 2. IDE compatibles con la placa de desarrollo NUCLEO-G431RB: contenedor files
NUCLEO-G431RB IAR Quill STM32CubeIDE EWARM-OUT03_04- STM32G4xx_Nucleo.bin
MDK-ARM-OUT03_04- STM32G4xx_Nucleo.bin
STM32CubeIDE-OUT03_04- STM32G4xx_Nucleo.bin
Nota: el binario fileLos elementos enumerados en las tablas anteriores se incluyen en el paquete de software X-CUBE-IPS. El STEVAL-IFP044V1 es totalmente compatible con el X-NUCLEO-OUT04A1..
- Paso 3. Conecte el volumen de alimentación del dispositivo IPS2050HQ-32tage vía CN1 (ver Apartado 1.1.2 Apartado Potencia).
- Paso 4. Proporcione el volumen de suministro digitaltage (ver Sección 1.1.1 Sección Digital).
- Paso 5. Conectar la carga en el conector de salida (ver Apartado 1.1.2 Apartado de potencia).
- Paso 6. restablecer el exampsecuencia presionando el botón negro en la placa STM32 Nucleo.
- Paso 7. Presione el botón azul en la placa STM32 Nucleo para elegir entre los examparchivos proporcionados en el paquete de firmware predeterminado.
Configuración de varias placas
También es posible evaluar un módulo de salida digital de ocho canales apilando cuatro STEVAL-IFP044V1 con riel de alimentación compartido o independiente y cargas independientes.
En este caso, las cuatro tarjetas de expansión (tarjeta 0, 1, 2, 3 como se muestra en la tabla a continuación) deben configurarse correctamente: para las tarjetas 1, 2 y 3, es necesario desoldar cuatro resistencias para cada tarjeta de la predeterminada. y vuelva a soldarlos en las posiciones alternas de acuerdo con la siguiente tabla.
Tabla 3. Configuración de una pila de cuatro tarjetas de expansión
| Tablero no. | IN1 | IN2 | FLT1 | FLT2 |
| Tablero 0 | R101 | R102 | R103 | R104 |
| Tablero 1 | R131 | R132 | R133 | R134 |
| Tablero 2 | R111 | R112 | R113 | R114 |
| Tablero 3 | R121 | R122 | R123 | R124 |
Importante: Al usar la placa 2 y la placa 3, dos puentes deben cerrar los pines de los conectores morfo en la placa STM32 Nucleo:
- CN7.35-36 cerrado
- CN10.25-26 cerrado
Diagramas esquemáticos
Figura 5. Esquema del circuito STEVAL-IFP044V1 (1 de 2)
Figura 6. Esquema del circuito STEVAL-IFP044V1 (2 de 2)
Lista de materiales
Tabla 4. Lista de materiales STEVAL-IFP044V1
| Artículo | Cantidad | Árbitro. | Parte / Valor | Descripción | Fabricante | Código de pedido |
| 1 | 1 | U1 | IPS2050HQ-32, QFN48L
8×6 mm |
IPS doble HS | ST | IPS2050HQ-32 |
| 2 | 1 | CN1 | 5 vías, 1 fila, TH 5 mm, 24 A | Conector | PESO | 691137710005 |
| 3 | C1, C2 NA | 4.7nF, 1825, 3kV | Condensadores | Vishay | HV1825Y472KXHATHV | |
| 3 | 1 | TR1 | SM15T39CA... SMC | TV de 1500 W, 33.3 V en SMC | ST | SM15T39CA |
| 4 | 1 | D1 | STPS1H100A, SMA | Rectificador Schottky de 100 V, 1 A de potencia | ST | STPS1H100A |
|
5 |
10 |
J1, J2, J3,
J4, J5, J6, J7, J12, J13 J17 |
DE 2.54 mm |
2 vías, 1 fila |
PESO |
61300211121 |
| 6 | J10, J11 NA | DE 2.54 mm | Saltadores | – | – | |
| 7 | 2 | C4, C5 | 100nF, 0805, 100V | Condensadores | PESO | 885012207128 |
| 8 | 1 | C6 | 2.2 uF, 1206, 100 V | Condensador | AVX | 12061C225KAT2A |
| 9 | 2 | C7, C10 | 470pF, 0603, 16V | Condensadores | PESO | 885012206032 |
| 10 | 2 | C8, C11 | 47nF, 0603, 16V | Condensadores | PESO | 885012206044 |
| 11 | 2 | C9, C12 | 470nF, 0603, 25V | Condensadores | PESO | 885012206075 |
| 12 | C13 NA | 100uF, TE, 100 V | Condensador | – | – | |
| 13 | 4 | ISO1, ISO2 ISO3, ISO4 | TLP383, 11-4P1A, VCE = 80V VISO=5kV | OPTOACOPLADOR | TOSHIBA WURTH | TLP383 140100146000 |
| 14 | 2 | R1, R2 | 27 kΩ, 0603, 0.1 W | Resistencias | MULTICOMP | MCMR06X2702FTL |
| 15 | 2 | R3, R4 | 22 kΩ, 0603, 0.1 W | Resistencias | VISHAY | CRCW060322K0FKEA |
| 16 | 2 | R5, R6 | 390 Ω, 0603, 0.1 W | Resistencias | YAGEO | RC0603FR-07390RL |
| 17 | 2 | DG1, DG2 | 150060GS75000, 0603 | LED verde | PESO | 150060GS75000 |
| 18 | 2 | R7, R8 | 22 kΩ, 0603, 0.2 W | Resistencias | TE-CONECTOR | CRGH0603J22K |
| 19 | 2 | DR1, DR2 | 150060RS75000, 0603 | LED ROJO | PESO | 150060RS75000 |
| 20 | 2 | J8, J9 | SMD de 2.54 mm | Conector de 6 vías, 2 filas | PESO | 61030621121 |
| 21 | 4 | R9, R10, R14, R15 | 10 kΩ, 0603, 0.1 W, ±1 % | Resistencias | Borrones | CR0603-FX-1002ELF |
| 22 | 4 | R11, R12, R16, R17 | 0 Ω, 0603, 0.1 W | Resistencias | MULTICOMP | MCWR06X000 PTL |
| 23 | 2 | R13, R18 | 2.2 kΩ, 0603, 0.1 W | Resistencias | MULTICOMP | MCMR06X2201FTL |
| 24 | 4 | R101, R102, R103, R104 | 100 Ω, 0603, 0.1 W, ±0.5 % | Resistencias | Panasonic | ERJ3BD1000V |
|
25 |
R111, R121, R131 R112, R122, R132 R113, R123, R133 R114, R124, R134 NA |
100Ω, 0603 |
Resistencias |
– |
– |
| Artículo | Cantidad | Árbitro. | Parte / Valor | Descripción | Fabricante | Código de pedido |
|
26 |
5 |
SW1, SW2, SW3, SW4, SW5 |
SMD de 2.54 mm |
3 vías, 1 fila |
TE-CONECTOR |
1241150-3 |
| 27 | 1 | CN2 | DE 5 mm | 2 vías, 1 fila | PESO | 691137710002 |
| 28 | D2 NA | BAT48JPELÍCULA, CÉSPED-323, 40
V, 0.35 A |
Protección de polaridad inversa VDD | ST | BAT48JFILM | |
| 29 | TR2 NA | ESDA15P60-1U1M, QFN-2L | Vol transitorio de alta potenciatage supresor | ST | ESDA15P60-1U1M | |
| 30 | 1 | CN5 | DE 2.54 mm | 10 vías, 1 fila | SAMTEC 4UCON | ESQ-110-14-TS 17896 |
| 31 | 2 | CN6, CN9 | DE 2.54 mm | 8 vías, 1 fila | SAMTEC 4UCON | ESQ-108-14-TS 15782 |
| 32 | 1 | CN8 | DE 2.54 mm | 6 vías, 1 fila | SAMTEC 4UCON | ESQ-106-04-TS 15781 |
| 33 | CN7, CN10 NA | DE 2.54 mm | Conectores | SAMTEC | ESQ-119-14-TD | |
|
34 |
5 |
TP1, TP2, TP3, TP4, TP5 |
ESP d = 1 mm |
Punto de test |
RS |
262-2034 |
Versiones de placa
Tabla 5. Versiones STEVAL-IFP044V1
| Versión PCB | Diagramas esquemáticos | Lista de materiales |
| STEVAL$IFP044V1A (1) | STEVAL$IFP044V1A diagramas esquemáticos | STEVAL$IFP044V1A lista de materiales |
Este código identifica la primera versión de la placa de evaluación STEVAL-IFP044V1. Está impreso en la placa PCB.
Información de cumplimiento normativo
Aviso para la Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU. (FCC)
Solo para evaluación; no aprobado por la FCC para reventa
AVISO DE LA FCC: Este kit está diseñado para permitir:
- Desarrolladores de productos para evaluar componentes electrónicos, circuitos o software asociados con el kit para determinar si incorporar dichos elementos en un producto terminado y
- Desarrolladores de software para escribir aplicaciones de software para usar con el producto final.
Este kit no es un producto terminado y, una vez ensamblado, no se puede revender ni comercializar de otra manera a menos que se obtengan primero todas las autorizaciones de equipo requeridas por la FCC. La operación está sujeta a la condición de que este producto no cause interferencias dañinas a estaciones de radio autorizadas y que este producto acepte interferencias dañinas. A menos que el kit ensamblado esté diseñado para operar según la parte 15, la parte 18 o la parte 95 de este capítulo, el operador del kit debe operar bajo la autoridad del titular de una licencia de la FCC o debe obtener una autorización experimental según la parte 5 de este capítulo 3.1.2. XNUMX.
Aviso para Innovación, Ciencia y Desarrollo Económico de Canadá (ISED)
Sólo con fines de evaluación. Este kit genera, usa y puede irradiar energía de radiofrecuencia y no se ha probado para cumplir con los límites de los dispositivos informáticos de conformidad con las reglas de Industry Canada (IC).
À des fins d'evaluation uniquement. Ce kit génère, use et peut émettre de l'énergie radiofréquence et n'a pas été testé pour sa conformité aux limites des appareils informatiques conformément aux règles d'Industrie Canada (IC).
Aviso para la Unión Europea
Este dispositivo cumple con los requisitos esenciales de la Directiva 2014/30/EU (EMC) y de la Directiva 2015/863/EU (RoHS).
Aviso para el Reino Unido Este dispositivo cumple con las Regulaciones de Compatibilidad Electromagnética del Reino Unido de 2016 (UK SI 2016 No. 1091) y con las Restricciones del Uso de Ciertas Sustancias Peligrosas en las Regulaciones de Equipos Eléctricos y Electrónicos de 2012 (UK SI 2012 No. 3032 ).
Historial de revisiones
Tabla 6. Historial de revisión del documento
| Fecha | Revisión | Cambios |
| 29 de agosto de 2022 | 1 | Lanzamiento inicial. |
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Documentos / Recursos
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Placa de expansión de salida digital industrial STMicroelectronics STEVAL-IFP044V1 [pdf] Manual del usuario STEVAL-IFP044V1, Placa de expansión de salidas digitales industriales, STEVAL-IFP044V1 Placa de expansión de salidas digitales industriales, Placa de expansión de salidas digitales, Placa de expansión de salidas, Placa de expansión, Placa |
