初学者
10 分钟

使用NBM5100A和PIC18F2455延长电池寿命和电流能力

具有自适应功率优化的电池寿命增强器

BATT Boost Click with EasyPIC v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

BATT Boost Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F2455

提升CR2032等纽扣电池的电力和寿命,确保广泛电子设备的持久性能。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

BATT Boost Click 基于Nexperia的NBM5100A,这是一款带有自适应电源优化的纽扣电池寿命增强器。它包含一个智能学习算法和两个高效的DC-DC转换阶段。第一阶段的DC-DC转换将锂电池的能量以低恒定电流转移到电容存储元件。当充电完成时,第二个DC-DC转换周期利用存储的能量在VDH输出端提供高脉冲负载电流能力的稳定电压。电池从未直接承受大负载脉冲电流,从而实现更长、更可预测的电池寿命。NBM5100A具有可编程的恒定电池负载电

流,范围为2mA到16mA。它还具有超低待机电流、集成的燃料表、高峰值功率效率、低脉冲输出电流、保护电池电压下跌等特性。NBM5100A的电容平衡IO连接到两个超级电容,适用于需要电压平衡的串联超级电容应用。NBM5100A的输入电源可以从mikroBUS™插座的3.3V轨或纽扣电池本身中选择,选择可以通过VBT SEL跳线进行。BATT Boost Click 使用标准的2线I2C接口与主机MCU通信,支持高达1MHz的时钟频率。I2C地址可以通过ADDR SEL跳线选择。

自动模式利用启动引脚(ON)进行一个周期。在自动模式下,有两种方式定义活跃状态的结束:ON引脚上的短脉冲和长脉冲。当NBM5100A准备就绪时,它会通过RDY引脚中断主机MCU。该Click board™只能在3.3V逻辑电压水平下运行。使用不同逻辑电平的MCU之前,板子必须进行适当的逻辑电压水平转换。此外,它还配备了包含函数和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

BATT Boost Click hardware overview image

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。

EasyPIC v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

24

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

锂聚合物电池是那些既要求可靠且持久电源供应,又注重便携性的设备的理想解决方案。它与mikromedia板兼容,确保无需额外修改即可轻松集成。该电池的电压输出为3.7V,满足许多电子设备的标准要求。此外,凭借2000mAh的容量,它可以储存大量能量,提供长时间的持续电力,减少频繁充电或更换的需求。总的来说,锂聚合物电池是一种可靠且自主的电源,非常适合需要稳定和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种类的锂聚合物电池。

BATT Boost Click accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Auto Mode Control
RA0
RST
ID COMM
RA5
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Ready Interrupt
RB1
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RC3
SCL
I2C Data
RC4
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
2

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

BATT Boost Click Schematic schematic

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。

EasyPIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyPIC v8 Access DIPMB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto DIP image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

软件支持

库描述

该库包含 BATT Boost Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • battboost_get_vcap - 此功能用于读取储存电容器的电压状态。

  • battboost_set_op_mode - 此功能用于选择设备的所需操作模式。

  • battboost_get_status - 此功能读取低电池输入、电容器输入电压早期警告、VDH输出报警和准备状态的信息。

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 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the BATT Boost Click driver.
 * This driver provides the functions to controle 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 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 Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "battboost.h"

static battboost_t battboost;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    battboost_cfg_t battboost_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.
    battboost_cfg_setup( &battboost_cfg );
    BATTBOOST_MAP_MIKROBUS( battboost_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == battboost_init( &battboost, &battboost_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( BATTBOOST_ERROR == battboost_default_cfg ( &battboost ) )
    {
        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 ( BATTBOOST_STATUS_READY != battboost_get_ready( &battboost ) )
    {
        if ( BATTBOOST_OK == battboost_set_op_mode( &battboost, BATTBOOST_OP_MODE_CHARGE ) )
        {
            log_printf( &logger, "\nOperating state: Charge\r\n" );
        }

        if ( BATTBOOST_OK == battboost_get_vcap( &battboost, &vcap ) )
        {
            log_printf( &logger, " Capacitor Voltage: %.2f V \r\n", vcap );
        }

        if ( BATTBOOST_OK == battboost_get_chenergy( &battboost, &chenergy ) )
        {
            log_printf( &logger, " Charge cycle count: %lu \r\n", chenergy );
        }
        Delay_ms ( 1000 );
    }
    else
    {
        if ( BATTBOOST_OK == battboost_set_op_mode( &battboost, BATTBOOST_OP_MODE_ACTIVE ) )
        {
            log_printf( &logger, "\nOperating state: Active\r\n" );
            if ( BATTBOOST_OK == battboost_get_vcap( &battboost, &vcap ) )
            {
                log_printf( &logger, " Capacitor Voltage: %.2f V \r\n", vcap );
            }

            if ( BATTBOOST_OK == battboost_get_status( &battboost, &status ) )
            {
                if ( BATTBOOST_STATUS_EW & status )
                {
                    log_printf( &logger, " Status: Early warning.\r\n" );
                }

                if ( BATTBOOST_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

额外支持

资源

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