初学者
10 分钟

使用BQ25792和PIC32MZ2048EFM100提供快速高效的电力

快速高效的锂离子充电触手可及

Charger 25 Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 6月 27, 2024

点击板

Charger 25 Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

提升您的充电体验,我们的锂离子电池充电器精心设计,不仅提供电力,还优化性能并延长设备寿命。

A

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硬件概览

它是如何工作的?

Charger 25 Click 基于德州仪器的 BQ25792,这是一款带有双输入选择器和 USB PD3.0 OTG 输出的升降压电池充电器。此外,BQ25792 支持通过 D+ 和 D- 进行输入源检测,兼容 USB 2.0 和 USB 3.0 电源传输、非标准适配器和高压适配器。通过双输入源选择、USB OTG 支持和集成的 16 位多通道模数转换器 (ADC),BQ25792 是一个完整的充电解决方案。ADC 监控充电电流和输入/电池/系统电压、温度资格电压输入引脚和芯片温度,这些数据可用于 BQ25792 的保护和中断系统。Charger 25 Click 允许您通过 4 位 CELL SEL 跳线选择要充电的电池数量及其最佳配置,默认设置为 1s (1 电池)。通过此功能,不仅可以设置电池数量,还可以设置开关频率,具体值可在 BQ25792 数据表的表格中找到,根据 Charger 25 Click 上使用的电阻器(对于 1s,开关频率为 1.5MHz)。这进一步设置了默认的充电电流和电压,可以根据所选的电池数量在 3V 到 18.8V 范围内进行调整。充电电流也取决于电池数量,可以是 1A 或 2A。

BATT JST 连接器连接一个电池(或多个电池)。Charger 25 Click 的另一个有趣功能是可以通过适当的 2 针接头使用外部负温度系数热敏电阻 (NTC)。当温度超出范围时,充电将暂停。此功能可以通过 NTC SEL 跳线启用,默认设置为 NRM(正常)。一个 STAT LED 指示灯指示充电进行中、充电完成、Hi-Z 模式、充电暂停和其他状态。VBUS LED 指示 VBUS 轨上电压的存在,包括 USB C 和附近的 VBUS 头。通过 VBUS 头,充电器可以在广泛的输入电压范围内供电(3.6V – 24V)。充电器采用同步升降压转换器,允许从传统的 5V USB 输入源、HVDCP 和 USB-PD 电源为 1s 至 4s 电池充电。它根据输入到系统输出电压差在升压、降压或升降压模式下连续不间断地运行。当输入电压接近系统输出电压时,转换器以专有的升降压模式运行。系统的充电器输出电压可通过 VSYS 端子获得。在没有输入源的情况下,Charger 25 Click 支持 USB OTG 功能,并且可以在 USB C 连接器(以及 VBUS 端子)上生成

 2.8V-22V 的可调电压,符合 USB PD 3.0 规范。BQ25792 还提供 D+/D- 握手,支持快速充电,符合 USB 2.0 和 USB 3.0 PD 标准。Charger 25 Click 使用标准的 2 线 I2C 接口与主 MCU 通信,支持高达 1MHz 的时钟频率。除了 I2C 主机控制的充电模式外,Charger 25 Click 还支持自动充电模式。这样,在上电后,充电会在所有默认设置下启用,并且可以在没有软件参与的情况下完成充电。QON 引脚可用作唤醒引脚(船 FET 启用)或系统电源重置控制。充电器通过 INT 引脚中断主 MCU,这可能是多达 18 个事件的状态。充电启用 CE 引脚可用于关闭充电器。如果连接到低电平逻辑,充电器可以自动完成充电。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,板必须进行适当的逻辑电压水平转换。此外,它配备了包含功能和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

Charger 25 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台,特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列(PIC32MZ2048EFM),该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元(FPU)、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器,无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE 

mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能,通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能,使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力,并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中,该框架提供了一个灵活且模块化的接口

来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈(TCP-IP、USB)和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力,使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。

Curiosity PIC32MZ EF double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

RAM (字节)

524288

你完善了我!

配件

锂聚合物电池是需要可靠且持久电源供电的设备的理想解决方案,同时强调移动性。它与 mikromedia 板的兼容性确保了无需额外修改即可轻松集成。电池的电压输出为 3.7V,符合许多电子设备的标准要求。此外,电池容量为 2000mAh,能够存储大量能量,提供长时间的持续电力。这一特点减少了频繁充电或更换的需求。总体而言,锂聚合物电池是一种可靠且自主的电源,非常适合需要稳定且持久能源解决方案的设备。您可以在我们的产品中找到更多选择的锂聚合物电池。

Charger 25 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

System Power Reset
RPB4
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Charge Enable
RPE8
PWM
Interrupt
RF13
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RPA14
SCL
I2C Data
RPA15
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Charger 25 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity PIC32 MZ EF作为您的开发板开始。

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MB 1 Access - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 Charger 25 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • charger25_get_vbat - Charger 25 获取电池电压功能。

  • charger25_get_status - Charger 25 获取充电状态功能。

  • charger25_get_vbat_lim - Charger 25 获取电池电压限制功能。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Charger 25 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Charger 25 click board™ 
 * by enabling battery charging and displaying battery voltage and charging status.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of I2C module and log UART.
 * After driver initialization, the app executes a default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * The demo application reads and displays the results of the battery voltage, 
 * minimal system voltage, battery voltage limit and charging status.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 * 
 * ## Additional Function
 * - static void charger25_display_status ( void )
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "charger25.h"

static charger25_t charger25;
static log_t logger;

static charger25_status_t status;

/**
 * @brief Charger 25 displays the status.
 * @details This function displays  the charging status.
 * @note None.
 */
static void charger25_display_status ( void );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    charger25_cfg_t charger25_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.
    charger25_cfg_setup( &charger25_cfg );
    CHARGER25_MAP_MIKROBUS( charger25_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == charger25_init( &charger25, &charger25_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( CHARGER25_ERROR == charger25_default_cfg ( &charger25 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, " ----------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void ) 
{
    static uint16_t vtg_data = 0;
    if ( CHARGER25_OK == charger25_get_status ( &charger25, &status ) )
    {
        charger25_display_status( );
    }
    Delay_ms( 100 );
    
    if ( CHARGER25_OK == charger25_get_vbat( &charger25, &vtg_data ) )
    {
        log_printf( &logger, " VBAT: %u [mV]\r\n", vtg_data );
    }
    Delay_ms( 100 );
    
    if ( CHARGER25_OK == charger25_get_vsys_min( &charger25, &vtg_data ) )
    {
        log_printf( &logger, " VMIN: %u [mV]\r\n", vtg_data );
    }
    Delay_ms( 100 );
    
    if ( CHARGER25_OK == charger25_get_vbat_lim( &charger25, &vtg_data ) )
    {
        log_printf( &logger, " VLIM: %u [mV]\r\n", vtg_data );
    }
    log_printf( &logger, " ----------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

static void charger25_display_status ( void ) 
{
    log_printf( &logger, " Charge Status: " );
    switch ( status.chg_stat )
    {
        case CHARGER25_CH_STAT_NOT_CHARGING: 
        {
            log_printf( &logger, " Not Charging\r\n" );
            break;
        }
        case CHARGER25_CH_STAT_TRICKLE_CHARGE: 
        {
            log_printf( &logger, " Trickle Charge\r\n" );
            break;
        }
        case CHARGER25_CH_STAT_PRE_CHARGE: 
        {
            log_printf( &logger, "  Pre-charge\r\n" );
            break;
        }
        case CHARGER25_CH_STAT_FAST_CHARGE: 
        {
            log_printf( &logger, " Fast charge \r\n" );
            break;
        }
        case CHARGER25_CH_STAT_TAPER_CHARGE: 
        {
            log_printf( &logger, " Taper Charge\r\n" );
            break;
        }
        case CHARGER25_CH_STAT_TIMER_ACT_CHARGING: 
        {
            log_printf( &logger, " Top-off Timer Active Charging\r\n" );
            break;
        }
        case CHARGER25_CH_STAT_CHARGE_TERMIN_DONE: 
        {
            log_printf( &logger, " Charge Termination Done\r\n" );
            break;
        }
        default: 
        {
            log_printf( &logger, " Unknown\r\n" );
            break;
        }
    }
    
    log_printf( &logger, " Battery Status: " );
    if ( status.vbat_present_stat )
    {
        log_printf( &logger, " Battery present\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " No battery\r\n" );
    }
    log_printf( &logger, " - - - - - - - - \r\n" );
}

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

额外支持

资源

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