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20 分钟

使用P9025AC和ATmega328P体验无线充电的未来

无需线缆即可充电 - 支持Qi标准,轻松便捷!

Qi Receiver Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 28, 2024

点击板

Qi Receiver Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

我们符合Qi标准的无线充电接收器让您轻松为设备充电,使日常生活更加便利和无杂乱。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Qi Receiver Click基于P9025AC,这是一款紧凑的符合Qi标准的无线充电接收器,非常适合许多便携式应用,可以利用Renesas的无线充电技术。这个Click板™利用了电感耦合的原理进行无线电力传输。它使用了P9025AC的集成同步全桥整流器和LDO输出级来将Wurth Electronik的760308103205无线电力线圈捕获的无线电力信号转换为一个稳定的5.3V/1A输出(未连接的OUT引脚头),适用于充电电池或直接为系统供电。它的操作会自动启动带有最佳效率的WPC AC调制通信协议。此外,它采用了先进的异物检测(FOD)技术来保护系统。这个Click板™依赖于无线电力传输标准,该标准由无线电力联盟(WPC)开发,用于提供和监视电流和电压。此标准涉及数字通信,将信息传输到充电垫上。根据接收到的信息包,充电垫调节可变磁场的强度,在接收线圈上产生更多或更少的功率。P9025AC包括控制电路,用于向基站发送符合WPC的消息包。当

Qi Receiver Click放置在WPS符合Qi标准的充电垫上时,它会通过整流器从发射器中整流交流电源来响应发射器的“ping”信号。在“ping”阶段,整流器提供约5V,内部线性电压调节器为P9025AC的数字部分提供供电电压,从而使接收器可以与充电垫同步。在初始同步之后,系统进入电力传输状态,并启动实际的电力传输过程,通过连接到mikroBUS™插座的CS引脚的ST引脚进行监视,并由红色状态LED指示器指示。充电过程的终止通过连接到mikroBUS™插座的PWM引脚的END引脚进行指示。为了简化Qi Receiver Click板™的启动和使用,将Qi Receiver Click放置在具有感应线圈朝向发射器的位置,并验证STAT LED是否点亮,表示电力正在传输。之后,将负载连接到输出引脚。此设备的一个特殊功能是能够检测充电区域内的异物金属物体,这些物体可能会被内部产生的涡流加热,并将热量转化为功率损失。如果物体是电力捕获设备的一部

分,则此状态可能特别问题。为了解决这个问题,P9025AC采用了先进的异物检测(FOD)技术来保护系统,准确测量其接收到的功率,并补偿已知的损失。Qi Receiver Click通过标准的I2C 2-Wire接口与MCU通信。P9025AC可以通过连接到mikroBUS™插座的RST引脚的EN引脚启用/禁用,因此提供了一个开关操作,以打开/关闭对芯片的供电。还支持过压、过流和过热关闭功能。如果在输出端出现这些条件中的任何一种,则LDO会关闭,充电垫停止传输电力,并通过中断信号通知主MCU。这个Click板™可以通过SMD跳线选择3.3V和5V逻辑电压级别。通过这种方式,既可以使能3.3V,也可以使能5V的MCU正常使用通信线路。此外,此Click板™配备有包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

Qi Receiver 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

Overtemperature
PC0
AN
Enable
PD2
RST
Charge Selection
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Charge Termination
PD6
PWM
Interrupt
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

Qi Receiver 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
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

这个库包含了 Qi Receiver Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • qireceiver_read_voltage - 用于测量当前电压(单位:伏特)的函数。

  • qireceiver_read_current - 用于测量当前电流(单位:毫安)的函数。

  • qireceiver_read_freq - 用于测量当前频率(单位:赫兹)的函数。

  • qireceiver_dev_enable - 用于启用设备的函数。

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 QiReceiver Click example
 * 
 * # Description
 * This application reads voltage, current and frequency.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 *  Initalizes I2C driver, enables the device and makes an initial log.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is an example that shows the most important
 * functions that Qi Receiver click has, it mesures current voltage, amperage and frequency.
 * 
 * ## Note
 * Click board needs to have external power ( Qi transmitter ) in order to work, otherwise I2C communication won't work.
 * If Qi Transmitter is removed from click board it will stop working, if you return it you should restart your application.
 * You will now when Click board has power and is ready to start application when red STAT led is on, when it's off I2C communication won't work.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "qireceiver.h"

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

static qireceiver_t qireceiver;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    qireceiver_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.

    qireceiver_cfg_setup( &cfg );
    QIRECEIVER_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    qireceiver_init( &qireceiver, &cfg );
    
    Delay_ms( 100 );
    qireceiver_dev_enable( &qireceiver );
    log_printf( &logger, "-----------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "Qi Receiver Click\r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    float voltage;
    float current;
    float freq;
    
    voltage = qireceiver_read_voltage( &qireceiver );
    log_printf( &logger, "Voltage : %.2f V\r\n", voltage );

    current = qireceiver_read_current( &qireceiver );
    log_printf( &logger, "Current : %.2f mA\r\n", current );

    freq = qireceiver_read_freq( &qireceiver );
    log_printf( &logger, "Frequency : %.2f Hz\r\n", freq );
    
    log_printf( &logger, "-----------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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