使用最新的基于PIC16F15313和PIC18F46K20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

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F46K20

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

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)

硅供应商

Microchip

引脚数

RAM (字节)

3936

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

RST

SCK

MISO

MOSI

Power Supply

3.3V

Ground

GND

PWM

INT

I2C Clock

RC3

SCL

I2C Data

RC4

SDA

Power Supply

Ground

GND

“仔细看看！”

Click board™ 原理图

一步一步来

项目组装

EasyPIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyPIC v8作为您的开发板开始。

GNSS2 Click front image hardware assembly

EasyPIC v8 Access DIPMB 1 - upright/background hardware assembly

NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly

NECTO Output Selection Step Image hardware assembly

Necto DIP image step 7 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