使用最新的基于PIC16F15313和MK64FN1M0VDC12的Qi RX解决方案简化充电过程

无线电力传输解决方案

已发布 6月 26, 2024

点击板

Qi RX Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

选择Qi RX，获得更智能的无线供电解决方案，它改变了您充电的方式，以前所未有的准确性简化了您的能源供应。

硬件概览

它是如何工作的？

Qi RX Click基于PIC16F15313，这是一款通用的8位MCU，可作为Microchip的ASICs无线充电解决方案的灵活、低成本替代方案。Qi RX Click允许用户快速为其项目添加无线充电功能，而无需处理复杂的特定协议或状态机。它采用了与Qi 1.1（5W）标准兼容的通用8位MCU。它可以与任何Qi 1.1兼容的无线充电发射器配合使用，并具有全功能的锂离子充电控制器。无线充电使用磁感应原理传输电能，类似于传统的交流变压器，其中接收线圈和发射线圈代表变压器的绕组。接收线圈的高频信号由四个肖特基二极管（D1-D4）实现的简单全桥整流器整流，其输出电压然后由PIC16F15313通过一个简单的分压器R4和R5进行监测。与基础发射器的通信采用振幅移键

调制（ASK）实现，推荐采用两个低功耗MOSFET（Q1和Q2）和两个电容器（C4和C5）来调制吸收的功率。整流后的电压也应用在MCP1755上，这是一款来自Microchip的低压差稳压器，为电池充电器和PIC16F15313提供5V电压，最高可达300mA。这个LDO与充电LED指示灯CHG相关联，它将指示充电进度，并在电池充电完成后关闭。电池充电功能由MCP73830提供，这是一款来自Microchip的单节锂离子/聚合物电池充电管理控制器。输入电流由PIC16F15313使用电阻R2和MCP6001进行测量，这是一款来自Microchip的单通用OpAmp，提供了6V的轨到轨输入和输出。该放大器的增益设置为10。测量输入电流是为了准确计算输入功率并使用功率损耗方法实现外部

物体检测（FOD）功能。 Qi RX Click使用MCP3221与MCU通信，这是一款来自Microchip的具有12位分辨率的逐次逼近A/D转换器。该器件提供一个单端输入，功耗非常低，最大转换电流低，待机电流为250μA和1μA。数据可以以最高100 kbit/s的速率在标准模式下传输，在快速模式下最高可达400 kbit/s。此外，使用400 kHz的时钟速率，在连续转换模式下MCP3221可以实现最大的样本速率为22.3 kSPS。这个Click board™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平来操作。这样，既能够支持3.3V又能够支持5V的MCU可以正确使用通信线路。此外，该Click board™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库，可作为进一步开发的参考。

功能概述

开发板

Clicker 2 for Kinetis 是一款紧凑型入门开发板，它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器，使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位 ARM Cortex-M4F 微控制器，NXP 半导体公司的 MK64FN1M0VDC12，两个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接，一个 USB 连接器，LED 指示灯，按钮，一个 JTAG 程序员连接器以及两个 26 针头用于与外部电子设备的接口。其紧凑的设计和清晰、易识别的丝网标记让您能够迅速构建具有独特功能和特性

的小工具。Clicker 2 for Kinetis 开发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 Clicker 2 for Kinetis 的编程方式，使用 USB HID mikroBootloader 或外部 mikroProg 连接器进行 Kinetis 编程外，Clicker 2 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。它提供了两种供电方式；通过 USB Micro-B 电缆，其中板载电压调节器为板上每个组件提供适当的电压水平，或使用锂聚合物电池通过板载电池连接器供电。所有 mikroBUS™ 本

身支持的通信方法都在这块板上，包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮和几个用户可配置的按钮及 LED 指示灯。Clicker 2 for Kinetis 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分，允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持，得益于大量不同的 Click 板™（超过一千块板），其数量每天都在增长，它涵盖了原型制作的许多方面。

微控制器概述

MCU卡片 / MCU

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

NXP

引脚数

121

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

RST

SCK

MISO

MOSI

Power Supply

3.3V

Ground

GND

PWM

INT

I2C Clock

PD8

SCL

I2C Data

PD9

SDA

Power Supply

Ground

GND

“仔细看看！”

原理图

一步一步来

项目组装

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Clicker 2 for Kinetis作为您的开发板开始。

Buck 22 Click front image hardware assembly

Micro B Connector Clicker 2 - upright/background hardware assembly

Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly

Necto No Display image step 8 hardware assembly

Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成，按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程，并将其编程到创建的设置上，然后进入调试模式。

2. 编程完成后，IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

软件支持

库描述

该库包含 Qi RX Click 驱动程序的 API。

关键功能:

qirx_read_data - 读取数据函数。
qirx_read_voltage - 读取电压函数。

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码，或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * @file main.c
 * @brief QiRX Click example
 *
 * # Description
 * This is an example that demonstrates the use of the Qi RX Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initalizes I2C driver and makes an initial log.
 *
 * ## Application Task
 * This example shows the capabilities of the Qi RX click by measuring voltage of the connected
 * battery. In order to get correct calculations user should change "v_ref" value 
 * to his own power supply voltage.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "qirx.h"

static qirx_t qirx;
static log_t logger;
uint16_t voltage;
uint16_t v_ref = 5058;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    qirx_cfg_t qirx_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    qirx_cfg_setup( &qirx_cfg );
    QIRX_MAP_MIKROBUS( qirx_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == qirx_init( &qirx, &qirx_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    log_printf( &logger, "----------------------- \r\n" );
    log_printf( &logger, "      Qi RX click       \r\n" );
    log_printf( &logger, "----------------------- \r\n" );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, "----------------------- \r\n" );
}

void application_task ( void ) 
{
    voltage = qirx_read_voltage( &qirx, v_ref );
    log_printf( &logger, " Battery voltage: %d mV \r\n", voltage );
    log_printf( &logger, "----------------------- \r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

/*!
 * @file main.c
 * @brief QiRX Click example
 *
 * # Description
 * This is an example that demonstrates the use of the Qi RX Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initalizes I2C driver and makes an initial log.
 *
 * ## Application Task
 * This example shows the capabilities of the Qi RX click by measuring voltage of the connected
 * battery. In order to get correct calculations user should change "v_ref" value 
 * to his own power supply voltage.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "qirx.h"

static qirx_t qirx;
static log_t logger;
uint16_t voltage;
uint16_t v_ref = 5058;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    qirx_cfg_t qirx_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    qirx_cfg_setup( &qirx_cfg );
    QIRX_MAP_MIKROBUS( qirx_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == qirx_init( &qirx, &qirx_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    log_printf( &logger, "----------------------- \r\n" );
    log_printf( &logger, "      Qi RX click       \r\n" );
    log_printf( &logger, "----------------------- \r\n" );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, "----------------------- \r\n" );
}

void application_task ( void ) 
{
    voltage = qirx_read_voltage( &qirx, v_ref );
    log_printf( &logger, " Battery voltage: %d mV \r\n", voltage );
    log_printf( &logger, "----------------------- \r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END