使用最新的基于PIC16F15313和PIC32MZ2048EFM100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

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

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

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。

微控制器概述

MCU卡片 / MCU

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

RAM (字节)

524288

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

RST

SCK

MISO

MOSI

Power Supply

3.3V

Ground

GND

PWM

INT

I2C Clock

RPA14

SCL

I2C Data

RPA15

SDA

Power Supply

Ground

GND

“仔细看看！”

Click board™ 原理图

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。

Thermo 28 Click front image hardware assembly

Curiosity PIC32 MZ EF MB 1 - upright/background hardware assembly

Curiosity PIC32 MZ EF 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

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 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

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 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