这是一个超级详细超级实用的 ——USB电压电流表~,今天小编就来说说关于36v直流电源功率?下面更多详细答案一起来看看吧!

36v直流电源功率(USB功率计最高电压36V)

36v直流电源功率

这是一个超级详细!超级实用!的 ——USB电压电流表~

下文包含:焊接教程,打板与组装教程,软件与烧录教程,可根据教程一步一步来。

全文很长,建议收藏转发,慢慢看。


一、演示视频

视频1:PD诱骗、监测&Emarker读取演示

视频2:电流监测及其他功能演示

视频3:QC诱骗演示

二、工程描述

基于ESP32-PICO-D4的USB功率计。

  • 实现了PD/PPS/QC的监测与诱骗;

  • Emarker读取以及诸多其他功能。

    本表体积小巧,制作难度较大!!!请量力而行!!!

    三、功能介绍

    基于ESP32-PICO-D4的USB功率计。

    显示采用0.96TFT彩屏

    电压电流采样部分采用INA226/INA231方案。

  • PD监测与诱骗:采用FUSB302PD物理层芯片

  • QC监测与诱骗:采用ESP32的ADC与DAC。

    理论上也支持其他的A口协议,但是手上没有其他的A口通信设备供采集协议的通信过程。

    由于无法上传,需要全部附件发我【805】获取。

    四、硬件与焊接教程

    主控采用ESP32-PICO-D4。

  • 外围精简

  • 板子尺寸较小

  • 带有WIFI与蓝牙功能,可供后期开发上位机。

    硬件物料

    1、DCDC

    用MP2451(最低运行电压4.25V)/MP2456(最低运行电压3.85V)。

    2、电流监测芯片

    用INA226(最高电压36V)/INA231(最高电压28V)。

    3、PD监测与诱骗

    用FUSB302物理层芯片。

    4、A口监测与诱骗

    用ESP32的ADC与DAC。

    5、A口协议

    仅支持QC/QC3。

    6、屏幕

    采用0.96 TFT彩屏,ST7735S驱动。

    7、BOM清单

    焊接注意事项

    1、必备工具

  • 一把比较好用的小头子络铁(元件间距较小)

  • LED拆焊板/热风枪(焊接LGA、QFN)

  • 焊锡丝

  • 焊锡膏

  • 助焊剂

  • 镊子

  • 吸锡带(增加容错率)

  • 洗板水(洗按键和板子)

    2、焊接与检查顺序

    第一步

    先焊接ESP32与ESP32下方的10k电阻。

    万用表测试背面屏幕排线引脚对地导通情况。

    其中有且仅有三个引脚对地导通即为正常(存在ESP32底部焊盘短路屏幕信号线的情况)。

    焊接烧录线。

    测试串口是否有输出,能否烧录程序。

    确认焊接没问题取下烧录线。

    第二步

    其次焊接FUSB302与两个4.7k电阻。

    焊接烧录线,刷写iic测试程序检查是否能扫描到IIC地址。

    对自己焊工有信心能熟练焊接QFN的可以跳过该步骤

    第三步

    焊接MOS与MOS旁的10K电阻,诱骗按键。

    焊接烧录线,烧录USB表固件。

    万用表通断档测试诱骗按键两端,在烧录线不接时为断开,烧录线接上时导通即为正常,可以继续下一步。

    第四步

    按你的心情焊接剩余,正面元件(除了两端的Type c口)。

    注意不要触动上述已经焊好的元件。

    第五步

    正面焊接完成后,重复上述的所有测试项。

    在IIC扫描中扫描到2个IIC地址,即可继续焊接剩下的Type c口。

    背面的检流电阻、天线、屏幕。

    第六步

    进行成品测试,测试各功能是否正常。

    3、焊接方法

    ESP32

    ESP32先给芯片本体四周的引脚上锡(中间的大焊盘不要上锡,若不小心上了锡,应该用吸锡带拖平,然后重新给四周的引脚上锡)。

    在PCB上,给PCB上一层助焊剂,用镊子给ESP32四周的焊盘涂上适量的锡膏(注意不要涂到中间大焊盘上)。

    用镊子尖,只在中间的大焊盘上点上一丁点焊锡膏。

    将芯片按方向准确放在焊盘上,上加热台,待焊锡熔化之后,轻压ESP32,将多余的焊锡挤出。

    从加热台上取下,用烙铁拖掉多余的焊锡。

    这种方法可以极大地避免连锡虚焊,反正我焊了二三十次没失手过

    MOS的焊接

    MOS可以不用焊锡膏,用烙铁给MOS本体引脚上锡。

    在PCB上刷一层助焊剂,给PCB上的MOS焊盘上锡。

    将MOS按方向放置在PCB上,放上加热台,熔锡后用镊子轻推MOS,能自动回位即可。

    INA231的焊接

    INA231同样给PCB上助焊剂,并用烙铁给PCB上的焊盘上锡。

    INA231为BGA封装,出场已自带锡球,可以不用给芯片引脚上锡。

    按方向放在PCB上,放上加热台,熔锡后用镊子轻推INA231,能自动回位即可。

    焊接好如下图

    五、打板与组装教程

    打板资料与焊接ibom图均在附件中。

    产品由3块板子组成。

  • 板厚全部1.0

  • 中间由铜柱连接,螺丝固定

  • 屏幕采用2mm泡棉胶固定到板子上。

    1、目前方案

    铜柱采用M2*3与M2*3 3各四个拼合

    螺丝采用8个M2*2方案。

    该方案整体厚度9mm,比较厚。

    2、改进方案

    铜柱采用M2*2与M2*2.5铜柱组合。

    螺丝采用M2*3无头螺丝与M2*2螺丝。

    改方案整体厚度7.5mm,比原方案薄了20%。(暂未验证)

    若嘉立创打板显示拆单嫌疑拒绝打板,可以去EDA原文件中重新生成Gerber文件打板。

    在EDA原文件中,主板这四处DCR错误可忽略。

    组装零键一览

    屏幕固定方式

    六、软件与烧录教程

    软件基于vscode platformio的arduino平台。

    代码实现pd协议层。

    带有软件库仑计记录充电电量,负载时间,记录并存储5组离线数据。

    第一次烧录请使用ttl烧录器,后续升级可连接WIFI无线ota升级。

    固件目前有些许bug和未完工的地方,待稍微完善后公开固件与烧录教程,亦可私信先获取未完善的固件。

    1、使用教程与操控逻辑

    上端三个按键为操控按键,分别为确认、 、-按键,负责界面交互。

    下方两个按键为诱骗按键,负责选择是否进入PD诱骗模式。

    三个操控按键均具有三个操控逻辑

    分别为

  • 短按(按下0.5s内松手)

  • 长按(按下0.5~2s内松手)

  • 按住(按住超过3s不松手)。

    、-按键作用

    在任何界面中,短按 、-按键作用为切换界面或光标。

    在主界面中,按住 ,-按键分别为进入PD(需要在PD诱骗模式下)、QC(需要在非PD诱骗模式下)诱骗界面,在需要快速翻页的界面中,为快速上翻页、下翻页。

    在个别界面中,长按 ,-按键分别为翻转屏幕,手动息屏功能。

    个别页面指需要长按切换光标或快速翻页的界面中

    确认键作用

    在任何界面中。

    长按确认按键为返回上一级菜单。

    按住确认键均为返回主界面并退出诱骗模式。

    在主界面中,短按确认按键进入菜单。

    在其他界面中,短按确认按键为确认选择。

    2、PD诱骗

    PD诱骗通过专属PD按键触发。

    在CC线插入表的母端时,按住其中一个诱骗按键即可触发PD诱骗模式并自动进入PD诱骗界面。

    具体按住哪一个按键触发取决于你的CC线方向。

    在表的公头端插入充电器的母端时,按住任意一个诱骗按键即可触发PD诱骗模式并自动进入PD诱骗界面。

    3、QC诱骗

    目前固件无法在支持PD的充电器的C口上使用QC诱骗,因为在PD诱骗模式下,QC诱骗将被自动禁用。

    对于一些魔改A口的PD诱骗,可能您需要先按住正确的诱骗按键,再将Type C线插入表的母座,才能成功进入诱骗模式。

    请注意!!

    无论何时在使用诱骗功能。

    请断开表后端的负载!

    或确保表的后端接入的负载在可控范围内!

    由此引发的任何后果本人均不负责!

    七、实物展示

    主界面

    PD诱骗界面

    PPS诱骗界面

    Emarker读取界面

    PD抓包分析

    八、基本功能

    1、电流监测

    基本的双向电压电流监测,简易自耗校零,能实时监测D D-电压,实时的充电协议(暂只支持PD\QC\DCP\APPLE2.4\AFC)。

    2、电压诱骗

    QC\QC3的全电压诱骗,PD3.0的FIX\PPS诱骗。

    3、软件库仑计

    可以计算充电的电量。可以计算充电的电压、电流与实际带负载时间。

    4、多种数据记录

    可以监测板子温度、充电过程中的最大最小的电压、电流、功率值,平均电压、电流、功率值。

    5、带有离线数据继承

    可以选择是否继承上次的数据继续记录,防止意外断电数据丢失。

    同时还可以自动记录并显示5组最近记录的数据。

    记录内容为电压电流功率的平均值,负载时间,充电的mAh与mWh。

    6、PD监测

    本表带有几乎完全的PD逻辑抓包功能与常用PD数据包分析功能。

    可以监测充电器的PDO,实时显示当前申请的RDO。

    可以记录并显示通信过程中的每一个数据包,并对常用数据包进行解析。

    再次提醒!

    本表体积小巧,制作难度较大!!!

    请量力而行!!!

    如果您是第一次或者刚刚开始接触PCB的焊接,强烈不建议您尝试制作本表!!!

    本表未经授权禁止商用!

    本表未经授权禁止商用!

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