中级
30 分钟

使用LT3976和ATmega328P确保最佳电力传输

降压,增能!

BUCK Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

BUCK Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

凭借其紧凑的设计和高效率,我们的降压型斩波转换器是便携式电子设备的首选解决方案,能在保持性能的同时延长电池寿命。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

BUCK Click基于LT3976,这是Analog Devices的一款降压开关调节器,接受高达40V的宽输入电压范围,并将其降至3.3V或5V。BUCK Click通过mikroBUS™线上的PWM、INT、RS、CS引脚与目标微控制器通信。LT3976是一款可调频率的单片降压开关调节器,接受高达40V的宽输入电压范围。低静态

电流设计在无负载调节时仅消耗3.3µA的供电电流。低纹波脉冲模式操作在低输出电流下保持高效率,同时在典型应用中将输出纹波保持在15mV以下。LT3976可以提供高达5A的负载电流,并具有电流限制回退功能,以限制短路期间的功率耗散。当输入电压下降至编程输出电压以下时,例如在汽车冷启动期间,保持

500mV的低压差。板上有两个螺丝端子,一个用于连接外部输入供电,另一个用于输出。一个多路复用器用于选择设置开关频率的电阻器。多路复用器用于选择四种不同电阻器中的一种。每个被选择的电阻器都设定不同的开关频率,从0.4MHz到1.6MHz不等。

BUCK Click hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Arduino Mega 的 Click Shield 配备了四个 mikroBUS™ 插槽,其中两个是 Shuttle 连接器,允许所有的 Click board™ 设备与 Arduino Mega 板轻松连接。Arduino Mega 板采用了AVR 8位微控制器,具有先进的RISC架构,54个数字 I/O 引脚,并且兼容 Arduino™,为原型设计和创建多样化应用提供了无限的可能性。该板通过 USB 连接方便地进行控制和供电,以便在开箱即用时高效地对 Arduino Mega 板进行编程和调试,另外还需要将额外的 USB 电缆连接到板上的 USB B 端口。通过集成的 ATmega16U2 程序器简化项目开发,并利用丰富的 I/O 选项和扩展功能释放创造力。有八个开关,您可以将其用作输入,并有八个 LED,可用作 MEGA2560 的输出。此外,该 shield 还具有来自 Microchip 的高精度缓冲电压参考 MCP1501。该参考电压默认通过板底部的 EXT REF 跳线选择。您可以像通常在 Arduino Mega 板上那样选择外部参考电压。还有一个用于测试目的的 GND 钩子。另外,还有四个额外的 LED,分别是 PWR、LED(标准引脚 D13)、RX 和 TX LED,连接到 UART1(mikroBUS™ 1 插槽)。此 Click Shield 还具有几个开关,执行诸如选择 mikroBUS™ 插槽上模拟信号的逻辑电平以及选择 mikroBUS™ 插槽本身的逻辑电压级别等功能。此外,用户还可以使用现有的双向电平转换器,无论 Click board™ 是否以3.3V或5V逻辑电压级别运行,都可以使用任何 Click board™。一旦您将 Arduino Mega 板与 Click Shield for Arduino Mega 连接,就可以访问数百个使用3.3V或5V逻辑电压级别工作的 Click board™。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
MUX Address 0 Pin
PD2
RST
Chip Enable
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
MUX Address 1 Pin
PD6
PWM
Power Good
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

原理图

BUCK Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 Access MB 1 - 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
Arduino UNO 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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

这个库包含了BUCK Click的API。

关键功能:

  • buck_switch_frequency - 设置开关频率的功能

  • buck_set_mode - 选择降压模式(禁用/启用)

  • buck_get_power_good - 获取内部比较器状态的功能

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * \file 
 * \brief BUCK Click example
 * 
 * # Description
 * The demo application displays frequency change and voltage 
 * regulation using a BUCK click.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Configuring clicks and log objects.
 * Settings the click in the default configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is a example which demonstrates the use of Buck Click board.
 * Checks if it has reached the set output voltage and sets 
 * a different frequency to the LT3976 chip every 5 sec.
 * 
 * \author Katarina Perendic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "buck.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static buck_t buck;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    buck_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    buck_cfg_setup( &cfg );
    BUCK_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    buck_init( &buck, &cfg );
    Delay_ms( 100 );

    buck_device_reset( &buck );
    buck_default_cfg( &buck );
}

void application_task ( void )
{
    //  Task implementation.
    if ( buck_get_power_good( &buck ) == 1 )
    {
        log_info( &logger, "----  Power good output voltage!  ----" );
    }
    Delay_ms( 1000 );

    log_info( &logger, "----  Switching frequency 400kHz!  ----" );
    buck_switch_frequency( &buck, BUCK_FREQ_400KHz );
    Delay_ms( 5000 );

    log_info( &logger, "----  Switching frequency 800kHz!  ----" );
    buck_switch_frequency( &buck, BUCK_FREQ_800KHz );
    Delay_ms( 5000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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