創意靈感中心 micro:bit基礎程式設計指南 輸入功能組(特殊分析)3第三micro:bit主機板的供電系統說明
概述
Micro:Bit主機板可以有多種供電方式,總共可以分為4種型別。
1.USB介面供電。
USB供電標準為DC5V,即DC 5V電壓。 板載穩壓器DC-DC轉換後,輸出DC33V電壓為micro:bit系統各部分的硬體電路供電。
2.使用各種電池(鋰電池)供電。
目前,鋰電池通常用於電子產品的動力電池。 根據主機板的供電要求,我們可以提供3V電壓標準、5V電壓標準、6V、9V、12V、15V、24V等不同電壓標準的電源電池。 micro:bit主機板的電池電量標準不應超過42v。動力電池通過micro:bit主機板的JST聯結器接線端子(主機板上有白色插座,電池端有白色插頭)連線。
3.使用穩定的直流穩壓電源,直接給主機板供電。
通過主機板背面和右側的兩個橢圓形焊盤觸點直接連線到micro:bit主機板33V電源。 連線形式採用焊接方法,電源的正負極(注意區分)分別焊接在橢圓形焊盤觸頭表面,GND觸頭的上部,下部為3V電壓觸頭。
4.使用micro:bit主機板,外部連線埠上的電源引腳用於供電。
在Micro:bit主機板上沒有任何電源系統的情況下,其外部連線埠上的電源引腳3V和GND可用於為主板提供反向電源。
究其原因,外部連線埠上的電源引腳的主要功能和用途是,當micro:bit連線到外部裝置時,為外部裝置提供一定且必要的電源**和參考電壓標準(0V),以便於裝置之間的連線和通訊標準的一致設定。
也就是說,原來用於輸出的電源引腳連線起來,作為micro:bit主機板的電源端,所以被稱為反向電源。 micro:bit外部連線埠上的電源引腳3V和GND與電路中上述第3項中的橢圓形電源觸點(焊盤)相同。 它們是位於同一功能線上不同位置的焊盤觸點。 因此,外部連線埠上的電源引腳與micro:bit主機板上的焊盤電源觸點具有相同的功能、結構和應用方法。
在micro:bit主機板中,不同的電源形式對連線到板子的外部裝置和板外的裝置具有不同的驅動和驅動能力。 造成這種情況的原因有很多,包括電源系統本身的驅動能力和主機板電源調節器電路驅動能力的限制。
我們以USB口供電為例,假設外接電源的驅動能力足夠,從而總結和分析Micro:bit主機板本身的功耗和驅動主機板負載的能力,包括板內外元器件的驅動和分配。
micro:bit主機板的V1版本在USB供電的情況下,通過板上的KL26微控制器(片上電壓轉換器件)將USB DC 5V電壓轉換為DC 3在3V之後,為micro:bit主機板上的所有其他硬體單元供電。 電壓轉換後,KL26晶元可提供最大120mA的驅動電流。
除了電路板內部和外部元件的使用和消耗外,其餘部分用於連線到外部連線埠的裝置的驅動任務。 板子的內部和外部包括LED點陣顯示器、藍芽、麥克風、揚聲器以及各種感測器等其他外圍裝置。
功耗因外部裝置而異,假設電路板的所有內部和外部元件都在執行,我們應該估計整體最大工作電流為 30mA,那麼留給外部連線埠的驅動電流為 90mA(V1 版本)。 KL26片上功率調節器的V2版本可提供300mA的驅動電流,因此可在外部連線埠上提供270mA的驅動電流。
KL26晶元是USB供電等功能的專用晶元。 當micro:bit主機板由電池供電時,KL26不通電或不工作,因此USB電源LED(指示燈)不會亮起。 這是由USB和電池供電的Micro:Bit主機板之間的主要區別。
當Micro:bit主機板硬體系統同時載入多個電源系統時(以USB電源和電池電源為例)。 不僅如此,輸出電壓高的一方會阻止對方給主機板供電,而且高電壓的一方也會輸出與低壓側相反的電流(反向供電)。 電源系統之間的衝突可能導致不可預測的後果和損壞。
不僅要避免衝突的發生,還要保證各供電系統的有效執行。 它的優點是,當一側電源停止時,另一側電源系統可以形成有效的補充。 解決方案是在每個電源系統連線到micro:bit主機板硬體系統之前,先連線乙個二極體以防止反向傳導。 當任一側發生反向供電現象時,由於正向保護二極體的阻斷作用,可以有效避免對方供電系統的電流輸入,從而保證供電系統即使不在供電狀態下也不會受到其他供電系統的影響。
臨界電壓引數標準
micro:bit主機板的結構是乙個高度整合的計算機系統,圍繞幾個核心晶元、積體電路及其外圍電路構建。 每個核心晶元都有不同的功能,也有不同的技術引數要求,包括工作電壓範圍、最大和最小電壓、最大可接受電壓要求等。 這是micro:bit主機板中不同核心晶元供電的技術應用規範。 micro:bit主機板的規格因版本而異。
NRF51:是系統的主要功能晶元,MCU和Micro:Bit主機板的所有設計和功能都是圍繞這個微控制系統進行的。
KL26:它是一款微控制器晶元、MCU,在系統中的主要功能是控制USB埠的各種功能,如**功能、USB通訊功能、USB電源電壓轉換功能等。
LSM303:指南針功能晶元,又稱電子羅盤。 它是一種由加速度計和磁感測器組合而成的感測器系統。 它是一種數字感測器。 通過 I2C 通訊與 MCU 交換資訊。
MMA8653FC:3軸加速度計,數字感測器。 通過 I2C 通訊與 MCU 交換資訊。
MAG3110:3軸磁力計,數字感測器。 通過 I2C 通訊與 MCU 交換資訊。