通过智能电源管理延长低功耗设备的电池寿命,完美适用于物联网传感器、工业设备和可穿戴设备
A
A
硬件概览
它是如何工作的?
BATT Boost 2 Click基于Nexperia的NBM7100A,这是一款带有自适应电源优化的硬币电池寿命延长器,专为在低电压、低功耗应用中延长不可充电主电池的寿命而设计。该创新解决方案旨在解决与高脉冲电流需求相关的电压下降和电池寿命限制问题,通常出现在板背面附带的CR2032硬币电池等主电池中。NBM7100A的自适应学习算法监控系统的能量消耗,并优化内部DC-DC转换过程,以高效管理存储电容器中的剩余电荷,减少能源浪费。这使得BATT Boost 2 Click非常适合为无线物联网传感器、工业设备和可穿戴消费电子产品供电,尤其是在具有高内部电池阻抗和频繁功率需求突发的应用中,电池的高效使用至关重要。NBM7100A集成了两个高效的DC-DC转换阶段,并采用智能学习算法,最大限度地利用主电池的容量。第一阶段从电池中以低电流稳定提取能量,并将其存储在电容器中。然后,在第二阶段DC-DC转换
中释放该存储的能量,为VDH输出端子提供稳定的调节电压,并具有高脉冲负载能力。该设计使设备能够处理高达200mA的电流突发,而无需直接对电池施加大的脉冲电流,确保更长、更可预测的电池寿命。除了VDH端子外,BATT Boost 2 Click还具有另一个输出端子标记为VDP,作为“永久”供电端子,最大输出电流为5mA。VDP端子非常适合为“始终在线”的系统组件供电,例如主MCU的核心和I/O。在电源方面,NBM7100A的主电源可以通过3.3V mikroBUS™插座或板背面的硬币电池提供,选择通过VBAT SEL跳线进行。NBM7100A提供三种不同的工作模式:连续模式、按需模式和自动模式。连续模式适用于需要立即脉冲负载能力的应用,确保系统能够快速响应功率需求。按需模式则针对低占空比应用优化,适用于系统长时间处于休眠模式的应用。自动模式无需通过串行总线进行持续监控,而是通过mikroBUS™插座上的
ON引脚的高逻辑电平自动管理充电和工作状态之间的电源转换。BATT Boost 2 Click使用标准的2线I2C通信协议,使主MCU能够控制NBM7100A、修改默认配置设置并检索系统信息。I2C接口支持高达1MHz的时钟频率,设备地址可以通过ADDR SEL跳线选择,可以设置为位置0或1,分别对应I2C地址0x2E或0x2F。此外,mikroBUS™插座的几个引脚也用于进一步控制NBM7100A:ON引脚管理上述的自动模式,而RDY引脚提供高逻辑信号,表示NBM7100A已准备好为连接的负载提供全功率。此Click板™只能在3.3V逻辑电平下运行。在使用不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电平转换。此外,该Click板™还配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,供进一步开发参考。
功能概述
开发板
EasyPIC v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持许多高引脚计数的8位PIC微控制器,来自Microchip,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次集成的调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,EasyPIC v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何时候都能访问。
EasyPIC v8 开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了先进的集成CODEGRIP程 序/调试模块,该模块提供许多有价值的编程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成外,该板还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB DEVICE和CAN也包括在内,包括 广受好评的mikroBUS™标准、两种显示选项(图形和
基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座。这些插座覆盖了从最小的只有八个至四十个引脚的8位PIC MCU的广泛范围。EasyPIC v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。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,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
PIC
MCU 内存 (KB)
64
硅供应商
Microchip
引脚数
40
RAM (字节)
3896
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
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 BATT Boost 2 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
battboost2_set_vset
- 此函数用于控制BATT Boost 2 Click上带有自适应电源优化的NBM7100ABQX的输出电压电平。battboost2_high_impedance_mode
- 此函数用于配置NBM7100ABQX在BATT Boost 2 Click的待机和工作状态下的VDH高阻抗模式。battboost2_set_on_pin_state
- 此函数设置BATT Boost 2 Click上带有自适应电源优化的NBM7100ABQX的ON(RST)引脚的所需状态。
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 BATT Boost 2 Click example
*
* # Description
* This library contains API for the BATT Boost 2 Click driver.
* This driver provides the functions to control battery energy management
* device designed to maximize usable capacity from non-rechargeable.
*
* 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,
* sets the output voltage to 1.8V, charge current to 16mA,
* and early warning voltage to 2.6V.
*
* ## Application Task
* This example demonstrates the use of the BATT Boost 2 Click board.
* The demo application uses two operations in two states:
* the charging state and the active state. First, when the device is in a Charge state,
* the external storage capacitor is charging from VBT using a constant current
* and displays storage capacitor voltage levels and charge cycle count.
* Upon completion of a Charge state, the device transitions to the Active state
* at which time VDH becomes a regulated voltage output of 1.8V (default configuration),
* displays storage capacitor voltage level, and monitors alarms
* for low output voltage (below 1.8V) and early warning (below 2.4V).
* Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
*
* @author Stefan Ilic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "battboost2.h"
static battboost2_t battboost2;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
battboost2_cfg_t battboost2_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.
battboost2_cfg_setup( &battboost2_cfg );
BATTBOOST2_MAP_MIKROBUS( battboost2_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( I2C_MASTER_ERROR == battboost2_init( &battboost2, &battboost2_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
if ( BATTBOOST2_ERROR == battboost2_default_cfg ( &battboost2 ) )
{
log_error( &logger, " Default configuration." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
Delay_ms ( 100 );
}
void application_task ( void )
{
float vcap = 0;
uint8_t status = 0;
uint32_t chenergy = 0;
if ( BATTBOOST2_STATUS_READY != battboost2_get_ready( &battboost2 ) )
{
if ( BATTBOOST2_OK == battboost2_set_op_mode( &battboost2, BATTBOOST2_OP_MODE_CHARGE ) )
{
log_printf( &logger, "\nOperating state: Charge\r\n" );
}
if ( BATTBOOST2_OK == battboost2_get_vcap( &battboost2, &vcap ) )
{
log_printf( &logger, " Capacitor Voltage: %.2f V \r\n", vcap );
}
if ( BATTBOOST2_OK == battboost2_get_chenergy( &battboost2, &chenergy ) )
{
log_printf( &logger, " Charge cycle count: %lu \r\n", chenergy );
}
Delay_ms ( 1000 );
}
else
{
if ( BATTBOOST2_OK == battboost2_set_op_mode( &battboost2, BATTBOOST2_OP_MODE_ACTIVE ) )
{
log_printf( &logger, "\nOperating state: Active\r\n" );
if ( BATTBOOST2_OK == battboost2_get_vcap( &battboost2, &vcap ) )
{
log_printf( &logger, " Capacitor Voltage: %.2f V \r\n", vcap );
}
if ( BATTBOOST2_OK == battboost2_get_status( &battboost2, &status ) )
{
if ( BATTBOOST2_STATUS_EW & status )
{
log_printf( &logger, " Status: Early warning.\r\n" );
}
if ( BATTBOOST2_STATUS_ALRM & status )
{
log_printf( &logger, " Status: Low output voltage in the Active state.\r\n" );
}
}
}
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