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30 分钟

快速利用 MAX17201 和 ATmega328P 恢复您的设备

重生、充电、重复:充电变得简单

Charger 8 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

Charger 8 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

不要让低电池电量毁了你的一天——在你的解决方案中添加一个充电器,保持强劲续航。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Charger 8 Click基于两个不同的IC:MAX8903B和MAX17201,均来自Analog Devices。MAX8903B是一个集成的单电池锂离子/锂聚合物电池充电器,用于USB和外部电源,标记为U1,提供此Click板™的大部分功能。其主要任务是为系统负载提供电力,并为连接在标记为BAT的标准2.5mm间距XS电池连接器上的单电池锂离子/锂聚合物电池充电。当USB输入用作主要电源时,MAX8903B将尝试通过利用连接的电池或VIN输入处的外部电源单元(PSU)来维持系统电流。另一方面,当系统需要较低电流时,它将尝试将所有未使用的电力重定向到电池充电部分。借助Smart Power Selector™技术,它将始终选择最有效地利用有限电源资源的最佳路径。MAX8903B IC设计时考虑了可靠性:该IC防止电池电量下降到临界水平,保护其免受过热(如果使用热敏电阻),提供深度耗尽电池的预充电,具有过压保护、充电状态监控等功能。Click

板™具有监控充电过程和电源分配的指示器。USB LED指示USB输入处有有效电压。MAX8903B的USB电源输入引脚连接到mikroBUS™ 5V电源轨而不是USB连接器。CHARGE LED指示充电进行状态,而FAULT LED指示充电过程中的错误。除了FAULT LED指示灯外,MAX8903B的FAULT引脚还连接到mikroBUS™ INT引脚,在充电失败时允许在主机MCU上生成中断。当充电计时器过期而充电器仍处于预充电模式(在电池深度放电时仅应用10%的充电电流)或电池保持在快速充电模式时,该引脚将被拉到低逻辑电平。DOK引脚连接到mikroBUS™ AN引脚,标记为DOK。该引脚上的低逻辑电平表示MAX8903B的DC电源输入引脚处有有效电源。如果有PSU连接到VIN端子,其电压应保持在有效范围内。如果超过内部电压阈值,将激活欠压/过压保护。MAX8903B的绝对最大电压额定值为20V。MAX8903B的USB Suspend

(USUS)引脚连接到mikroBUS™ PWM引脚,标记为US。它暂停连接到USB电源输入引脚的电源。在没有外部PSU连接的情况下,将此引脚设置为高逻辑电平将禁用电池充电器和SYS输出,允许USB SUSPEND模式。CEN引脚用于禁用充电电路。一个电阻将其拉到低逻辑电平,MAX8903B应内部控制该引脚以实现最佳性能。但是,如果不需要电池充电,可以强制将此引脚拉到高逻辑电平。它连接到mikroBUS™引脚CS,标记为EN。MAX17201提供电池监测功能,允许监控连接电池的性能。它采用专有的ModelGauge™ m5算法,允许非常准确地监控所有电池参数,包括预测老化时间、剩余周期等。它具有可编程的ALERT功能,通过ALTR1引脚信号,连接到mikroBUS™ RST引脚,标记为ALT。MAX17201 IC使用I2C接口与主机MCU通信。

Charger 8 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

Li-Polymer电池是满足依赖于移动性的设备的理想解决方案,提供可靠且持久的电源供应。其与mikromedia板的兼容性确保了易于集成,无需额外修改。电池输出电压为3.7V,符合许多电子设备的标准要求。此外,具有2000mAh的容量,可以存储大量能量,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,Li-Polymer电池是一种可靠且自主的电源,特别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选择的Li-Polymer电池。

Charger 8 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

External PSU OK
PC0
AN
Battery Gauge Alert
PD2
RST
Charger Enable
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
USB Suspend
PD6
PWM
Fault Indicator
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC5
SCL
I2C Data
PC4
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Charger 8 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

软件支持

库描述

该库包含Charger 8 Click驱动程序的 API。

关键功能:

  • charger8_get_temperature - 用于读取芯片温度的函数

  • charger8_get_capacity - 用于读取电池当前容量的函数

  • charger8_get_status - 用于读取状态寄存器的函数

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 
 * \brief Charger8 Click example
 * 
 * # Description
 * This application is used for charging devices and battery diagnostics
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver init, enable moduele and default configuration,
 * disable ALERT and USB suspand mode and sets max battery capacity
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads battery diagnostics and this data logs to USBUART every 1500 ms.
 * 
 * *note:* 
 * The user can charge a battery internally over mikroBUS or externally by supplying the VIN connectors with 5V.
 * For more precise diagnosis and easier tracking of the charging battery status you can set its capacity 
 * - e.g. if you have a 2000mAh battery you can use the "charger8_setMaxBatteryCapacity()" function and pass the parameter for 2000mAh, 
 * by doing this you make the readings more precise.
 * In the example we used only some possibilities of the diagnostics like temperature of the chip during charging,
 * charging current, current battery voltage, current battery capacity and how much the battery is charged in percentage.
 * In case of changing the battery to a different one, it is neccessary to reset the device and set the battery's maximum capacity.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "charger8.h"

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

static charger8_t charger8;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    charger8_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.

    charger8_cfg_setup( &cfg );
    CHARGER8_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    charger8_init( &charger8, &cfg );

    charger8_enable( &charger8, CHARGER8_CHARGER_ENABLE );
    charger8_default_cfg( &charger8 );
    charger8_reset( &charger8 );

    charger8_set_alert( &charger8, CHARGER8_ALERT_DISABLE );
    charger8_set_usb_suspend( &charger8, CHARGER8_USB_SUSPAND_MODE_DISABLE );
    charger8_set_max_battery_capacity( &charger8, 2000 );
    log_printf( &logger, " --- Charger - Start measurement --- \r\n" );
    
    Delay_ms ( 1000 );
}

void application_task ( void )
{
    //  Task implementation.

    float temperature;
    float current;
    float voltage;
    uint8_t soc;
    uint16_t capacity;
    
    
    log_printf( &logger, " - Battery diagnostics - \r\n" );
    
    temperature = charger8_get_temperature( &charger8 );
    log_printf( &logger, " - Temperature : %f C\r\n", temperature );
    
    current = charger8_get_current( &charger8 );
    log_printf( &logger, " - Current : %f mA\r\n", current);
    
    voltage = charger8_get_voltage( &charger8 );
    log_printf( &logger, " - Voltage : %f mV\r\n", voltage);
    
    capacity = charger8_get_capacity( &charger8 );
    log_printf( &logger, " - Capacity : %d mAh\r\n", capacity );
    
    soc = charger8_get_soc( &charger8 );
    log_printf( &logger, " - SOC : %d %%\r\n", soc );
    
    log_printf( &logger, " -------------------------- \r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 500 );
}

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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