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使用SPV1050和STM32G474RE释放任何电池的全部潜力

拥抱电池充电的未来

Peltier Click with Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

Peltier Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G474RE

充电任何类型的电池,包括基于锂的、固态薄膜和超级电容器。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Peltier Click基于STMicroelectronics的SPV1050,这是一款超低功耗能量收集器和锂电池充电器,可用于充电基于锂的电池。热电收集器利用热量产生绿色能源进行能量收集,具有许多优点:由于使用高度可靠和紧凑的固态设备,因此无需维护;静音;在环境方面效率高,因为热量从废热源收集并转化为电力。由于这个特性,Peltier click可以用于各种应用,如无线传感器网络、暖通空调、建筑和家庭自动化、工业控制、远程计量、照明、安防、监控以及可穿戴和生物医学传感器。SPV1050是一款超低功耗和高效率的能量收集器和电池充电器,实现了MPPT功能,并集成了升降转换器的开关元件。SPV1050设备通过紧密监测终端充电和

最小电池电压,以避免过度放电并延长电池寿命,允许锂电池充电。电源管理器适用于TEG收集源,因为它覆盖了从75 mV到18 V的输入电压范围,并保证在升降转换和升压配置中具有高效率。此外,由于终端充电和欠压保护电压的修剪能力,SPV1050设备显示出非常高的灵活性。通过这种方式,任何源和电池都能匹配。MPPT可由电阻输入分压器进行编程,并允许在任何温度和辐照条件下最大化源功率。SPV1050的一些关键特性包括无变压器热电发电机和光伏模块能量收集器、任何收集源的高效率以及最高70 mA的最大电池充电电流。它是一款全集成的升降转换器,具有可编程的外部电阻器MPPT、2.6 V至5.3 V可调的电池充电电压

级别(±1%精度)、2.2 V至3.6 V可调的电池放电电压级别(±1%精度)以及两个完全独立的LDO(1.8 V和3.3 V输出)。SPV1050可以开/关LDO控制引脚,并且在电池连接并进行充电逻辑时具有电池断开功能以进行电池保护,同时具有进行中的充电逻辑开漏指示引脚。SPV1050是一款内置MPPT算法的超低功耗能量收集器、电池充电器和电源管理器,设计用于高达400 mW的应用。该Click板只能使用3.3V逻辑电压电平操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板上必须执行适当的逻辑电压电平转换。然而,该Click板配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Peltier Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G474R MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32G474RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G474RE front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

128k

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 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器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

锂聚合物电池是对强调移动性的设备需求可靠和持久的电源供应的理想解决方案。其与mikromedia板的兼容性确保了在不需要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,容量为2000mAh,可以存储大量能量,为长时间提供持续电力。这个特点减少了频繁充电或更换的需要。总的来说,锂聚合物电池是可靠和自主的电源,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。

Peltier Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Enable 3.3V LDO
PC12
RST
Enable 1.8V LDO
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Chare Indicator
PC8
PWM
Battery Connection Indicator
PC14
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

Peltier Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G474RE MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32G474RE MCU front image hardware assembly
LTE Cat.1 6 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE Cat.1 6 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-64 with STM32GXXX MCU Access MB 1 Micro B Conn - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Clicker 4 for STM32F4 HA 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

此库包含Peltier Click驱动程序的API。

关键功能:

  • peltier_enable_ldo2 - 启用LDO2功能

  • peltier_disable_ldo2 - 禁用LDO2功能

  • peltier_battery_charge - 检查正在进行的电池充电标志引脚功能

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 Peltier Click example
 * 
 * # Description
 * This application is ultralow power energy harvester and battery charger.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes GPIO driver, disables both 1.8V and 3.3V outputs and starts write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * This example demonstrates the use of Peltier Click board by first enableing 1.8V output, second 
   by enableing 3.3V output, then enabling both outputs and finally disabling both outputs in 5 seconds intervals.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "peltier.h"

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

static peltier_t peltier;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    peltier_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.

    peltier_cfg_setup( &cfg );
    PELTIER_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    peltier_init( &peltier, &cfg );
}

void application_task ( void )
{
    log_printf( &logger, "   1.8V output    \r\n" );
    log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
    peltier_enable_ldo1( &peltier );
    peltier_disable_ldo2( &peltier );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "   3.3V output    \r\n" );
    log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
    peltier_disable_ldo1( &peltier );
    peltier_enable_ldo2( &peltier );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "   Both outputs   \r\n" );
    log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
    peltier_enable_ldo1( &peltier );
    peltier_enable_ldo2( &peltier );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " Disable  outputs \r\n" );
    log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
    peltier_disable_ldo1( &peltier );
    peltier_disable_ldo2( &peltier );
    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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