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使用BQ25570和STM32F031K6推动可持续的未来

高效能源,幸福地球!

Solar energy click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Solar energy click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

使用太阳能电池板为您的解决方案提供电源,并高效充电锂聚合物可充电电池。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Solar Energy Click基于德州仪器的BQ25570,是一款纳米功率高效提升充电器和降压转换器,设计用于与非常低功耗的能量收集元件配合工作。它既可以向连接的外部负载提供电源,也可以使用太阳能电池板作为光伏元件为锂聚合物可充电电池充电,利用其能量收集能力。连接的负载将从连接的锂聚合物电池或焊接在板上的超级电容器中获取电源。当电池电压降至2.85V以下时,中断引脚(连接到mikroBUS™的INT引脚)将被驱动到低逻辑状

态。集成的纳米功率管理单元为电池提供适当的充电条件。当电池由于电压分压电阻设置的滞后效应充到3.25V时,INT引脚将再次进入高逻辑状态。此外,由于纳米功率管理单元的存在,电池不会在4.06V以上过充。点击板™为连接的外部负载提供2.6V/100mA的输出。当电池未连接时,内部超级电容器将用作能量存储元件。这对于连续供电非常低功耗的应用非常有用,因为超级电容器应该能够持续提供电源,因为它将在负载将其耗尽之前由太阳能

电池板重新充电。如果存储元件的电压降至内部设置的1.95V以下的欠压水平,内部转换器将被禁用,以防止完全耗尽连接的存储元件。除了INT引脚外,BQ25570还有另外两个引脚连接到mikroBUS™,用于启用BQ25570的内部部分(EN)和为连接的负载启用电源输出(OUT)。将EN引脚设置为低逻辑电平将允许BQ25570的内部部分和电源充电器功能,而在OUT引脚上的高逻辑电平将为连接的负载启用电源输出。

Solar energy click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo 32开发板搭载STM32F031K6 MCU,提供了一种经济且灵活的平台,适用于使用32引脚封装的STM32微控制器进行实验。该开发板具有Arduino™ Nano连接性,便于通过专用扩展板进行功能扩展,并且支持mbed,使其能够无缝集成在线资源。板载集成

ST-LINK/V2-1调试器/编程器,支持通过USB重新枚举,提供三种接口:虚拟串口(Virtual Com port)、大容量存储和调试端口。该开发板的电源供应灵活,可通过USB VBUS或外部电源供电。此外,还配备了三个LED指示灯(LD1用于USB通信,LD2用于电源

指示,LD3为用户可控LED)和一个复位按钮。STM32 Nucleo-32开发板支持多种集成开发环境(IDEs),如IAR™、Keil®和基于GCC的IDE(如AC6 SW4STM32),使其成为开发人员的多功能工具。

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

32

RAM (字节)

4096

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-32是扩展您的开发板功能的理想选择,专为STM32 Nucleo-32引脚布局设计。Click Shield for Nucleo-32提供了两个mikroBUS™插座,可以添加来自我们不断增长的Click板™系列中的任何功能。从传感器和WiFi收发器到电机控制和音频放大器,我们应有尽有。Click Shield for Nucleo-32与STM32 Nucleo-32开发板兼容,为用户提供了一种经济且灵活的方式,使用任何STM32微控制器快速创建原型,并尝试各种性能、功耗和功能的组合。STM32 Nucleo-32开发板无需任何独立的探针,因为它集成了ST-LINK/V2-1调试器/编程器,并随附STM32全面的软件HAL库和各种打包的软件示例。这个开发平台为用户提供了一种简便且通用的方式,将STM32 Nucleo-32兼容开发板与他们喜欢的Click板™结合,应用于即将开展的项目中。

Click Shield for Nucleo-32 accessories 1 image

锂聚合物电池是对于那些需要可靠和持久的电源供应,同时强调移动性的设备而言的理想解决方案。它与mikromedia板的兼容性确保了在不进行额外修改的情况下轻松集成。具有3.7V的电压输出,该电池满足许多电子设备的标准要求。此外,拥有2000mAh的容量,它可以存储大量的能量,为长时间提供持续的电力。这一特点减少了频繁充电或更换电池的需求。总的来说,锂聚合物电池是一个可靠且自主的电源,非常适合需要稳定和持久的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锂聚合物电池。

Solar energy Click accessories-1 image

太阳能电池板为您的设备提供了一种高效的替代电源解决方案,利用了卓越的光电效应在阳光照射下发电。该电池板由单晶硅太阳能电池组成,采用PC薄膜层封装,确保了耐用性和对环境元素的保护。其神奇之处在于光电效应,太阳光激发硅电池中的电子,产生电流。该面板的结构优化了对太阳光的吸收和转换,使其能够产生最低4.0V的输出电压。它可以在最大负载为100mA的情况下产生电力,非常适用于各种应用场景。这种太阳能电池板提供了一种可持续和环保的方法,提供了一种可再生能源,减少了对传统电网的依赖,并促进了环境意识。

Solar energy Click accessories-2 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Buck Enable
PA0
AN
NC
NC
RST
Chip Enable
PA4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Battery OK Indication
PA12
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Solar energy click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly
Nucleo 144 with STM32L4A6ZG MCU front image hardware assembly
Stepper 22 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Stepper 22 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-32 with STM32 MCU 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
STM32 M4 Clicker HA MCU/Select 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Solar energy Click驱动程序的API。

关键函数:

  • solarenergy_charge_enable - 启用充电功能

  • solarenergy_charge_disable - 禁用充电功能

  • solarenergy_check_indicator - 电池良好指示器函数

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 SOLAR ENERGY Click example
 * 
 * # Description
 * This application charge the batery when is empty.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver enables - GPIO and start to write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is an example which demonstrates the use of Solar Energy Click board.
 * The following example will charge the battery if it is empty, and stop charging
 * when the battery is full. When battery full status is detected, the device is
 * disabled, but will check battery status every 10 seconds.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 *
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "solarenergy.h"

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

static solarenergy_t solarenergy;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    solarenergy_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.

    solarenergy_cfg_setup( &cfg );
    SOLARENERGY_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    solarenergy_init( &solarenergy, &cfg );

    log_printf( &logger, "   Initialization   \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " Charge the battery \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void application_task ( void )
{
    if ( solarenergy_check_indicator( &solarenergy ) )
    {
        solarenergy_charge_disable( &solarenergy );
        Delay_ms ( 10000 );
    }
    else
    {
        solarenergy_charge_enable( &solarenergy );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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