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30 分钟

使用LTC3553和ATmega328P创建USB管理和充电解决方案

充电并蓬勃发展

Charger 18 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

Charger 18 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

不要等到电池耗尽 - 选择快速充电的电池充电器,保持一整天的电量充足。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Charger 18 Click基于LTC3553,这是一款来自Analog Devices的便携式锂离子/聚合物电池应用的微功率多功能电源管理集成电路(PMIC)。它结合了USB兼容的PowerPath管理器,具有自动负载优先级管理功能,可以从5V USB输入提供高达400mA的电池充电电流。该设备的“即时启动”操作确保当USB电源可用时,即使电池完全放电也能立即为系统负载供电。除了独立的电池充电器外,它还在板载连接器上提供了高效同步200mA降压稳压器和150mA低压差线性稳压器。此Click板™具有输入电流限制选择,允许用户在100mA和500mA输入电流限制之间进行选择。选择可以通过适当定位标有ISET SEL的SMD跳线来完成。除了ISET外,它还具有SEQ SEL跳线选择,用于确定哪个稳压器先启用。第一个稳压

器的启动选择是通过将此SMD跳线定位到标有BUCK或LDO的适当位置来完成的。另一方面,BON和LDO引脚路由到mikroBUS™插座上的AN和PWM引脚,通过将这些引脚设置为高逻辑状态来启用降压和LDO稳压器。除了这些引脚,LTC3553还包括一个用于控制两个稳压器和系统复位的按钮输入——板载按钮标记为ON,也路由到mikroBUS™上的RST引脚,代表稳压器点火按钮。按下按钮会导致STA中断,通知MCU该事件已发生。这些稳压器还与待机模式相关,通过标记为ISET SEL的SMD跳线可选择。当该跳线置于ON时,降压和LDO稳压器的静态电流会降低到较低水平,同时保持输出电压调节。在此模式下,降压稳压器的最大负载电流限制为10mA,而LDO稳压器对线路和负载瞬变的响应较慢。如前文所述,此

Click板™使用多个GPIO引脚与MCU通信。当IEN引脚路由到mikroBUS™插座上的CS引脚被拉高时,LTC3553进入挂起模式以符合USB规范。在此模式下,USB和VOUT之间的电源路径处于高阻抗状态,以减少USB输入电流。此Click板™还带有一个标记为CHARGING的蓝色LED,用于电池充电状态。NTC功能也可用于温度合格的充电。温度监控功能可通过NTC SEL跳线选择,用户可以选择外部或内部监控模式。在外部模式下,提供用于电池温度监控的负温度系数(NTC)热敏电阻输入。此Click板™只能在5V逻辑电压水平下操作。在使用不同逻辑水平的MCU之前,板子必须进行适当的逻辑电压水平转换。但是,Click板™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。

Charger 18 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

锂聚合物电池是那些既要求可靠且持久电源供应,又强调移动性的设备的理想解决方案。它与mikromedia板的兼容性确保了轻松集成,无需额外修改。电池的输出电压为3.7V,符合许多电子设备的标准要求。此外,电池容量为2000mAh,能够存储大量能量,提供长时间的持续电力。这一特点减少了频繁充电或更换的需求。总的来说,锂聚合物电池是一个可靠且独立的电源,非常适合需要稳定和持久能源解决方案的设备。在我们的产品中,您可以找到更多种类的锂聚合物电池。

Charger 18 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Buck Enable
PC0
AN
Regulator Ignition
PD2
RST
Suspend Mode
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
LDO Enable
PD6
PWM
Pushbutton Status
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

Charger 18 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
Board mapper by product8 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

该库包含 Charger 18 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • charger18_buck_control - 此功能控制降压稳压器并启用 Charger 18 Click board™ 的状态。

  • charger18_ldo_control - 此功能控制低压差 (LDO) 稳压器以启用 Charger 18 Click board™ 的状态。

  • charger18_suspend_control - 此功能控制 Charger 18 Click board™ 的暂停充电模式状态。

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 Charger 18 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Charger 18 click board by controlling
 * the status of the charger as well as the LDO and BUCK regulators.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and enables the chip with the charger, LDO and BUCK regulators disabled.
 *
 * ## Application Task
 * This function enables the charger, BUCK and LDO in the span of 25 seconds, and displays
 * the status of each feature on the USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "charger18.h"

static charger18_t charger18;   /**< Charger 18 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    charger18_cfg_t charger18_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.
    charger18_cfg_setup( &charger18_cfg );
    CHARGER18_MAP_MIKROBUS( charger18_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == charger18_init( &charger18, &charger18_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    charger18_power_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_ENABLE );
    log_printf( &logger, " POWER   : ON\r\n" );
    charger18_suspend_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_ENABLE );
    log_printf( &logger, " CHARGER : OFF\r\n" );
    charger18_buck_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_DISABLE );
    log_printf( &logger, " BUCK    : OFF\r\n" );
    charger18_ldo_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_DISABLE );
    log_printf( &logger, " LDO     : OFF\r\n" );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    charger18_suspend_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_DISABLE );
    log_printf( &logger, " CHARGER : ON\r\n" );
    Delay_ms( 10000 );
    charger18_suspend_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_ENABLE );
    log_printf( &logger, " CHARGER : OFF\r\n" );
    Delay_ms( 3000 );
    charger18_buck_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_ENABLE );
    log_printf( &logger, " BUCK    : ON\r\n" );
    Delay_ms( 3000 );
    charger18_buck_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_DISABLE );
    log_printf( &logger, " BUCK    : OFF\r\n" );
    Delay_ms( 3000 );
    charger18_ldo_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_ENABLE );
    log_printf( &logger, " LDO     : ON\r\n" );
    Delay_ms( 3000 );
    charger18_ldo_control( &charger18, CHARGER18_CONTROL_DISABLE );
    log_printf( &logger, " LDO     : OFF\r\n\n" );
    Delay_ms( 3000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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