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

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

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!”

Click board™ 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

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

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

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 
 * \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 ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_info( &logger, "----  Switching frequency 800kHz!  ----" );
    buck_switch_frequency( &buck, BUCK_FREQ_800KHz );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    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

额外支持

资源

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