USB电压电流表 ESP32+INA226

简介

基于ESP32-Pico-D4与INA226制作的便携mini USB电压电流表，可通过USB Type-C转接其他接口。

工作电压5~28V  电流0~5A。

程序使用PlatformIO基于arduino开发.

实测12V 5A 10min没问题（我宿舍的小负载撑不住了QAQ）

理论极限支持32V 6A，实际使用中建议不要超过28V 5A。

硬件特点

• 基于ESP32-Pico-D4芯片，SiP封装，内部集成晶振、flash等，只需要极少的外部电路支持。
• 0.96寸LCD，长时间监控不需要考虑烧屏问题。
• INA226监控总线电压电流.
• 两个USB2.0 16Pin Type-C接口全通，已测试USB2.0通信正常，PD正常。
• 提供FUSB302BMPX，可以进行PD2.0诱骗与PD档位检测。
• 提供2.4GHz Wi-Fi与BLE支持。

软件功能实现与规划 （截至2021/8/30）

已实现功能

• 电压电流检测
• 电量统计
• D+和D-电压检测  当前固件存在问题，待解决

规划中功能  咕咕咕

• 基于电流方向进行负载电流校准
• 空载电流零点校准
• 快充协议检测与快充诱骗
• PD检测与PD诱骗
• BLE上位机通信
• PC通过局域网无线采集电压电流信息

更多想法可以留言讨论~

当前版本固件：https://gitee.com/inknoid/Power-Meter-Ver_ESP32

(本方案暂停开发  2022.6.7）

    当前版本已知问题：

         会影响部分设备的协议识别，目前发现的主要是部分充电宝的协议识别。

    临时修复方案：

        注释D+与D-的GPIO定义代码与电压检测部分代码。

迭代信息

2021/08/29  工程开源

2021/08/30  PCB更新为2.1.2版本： 统一除LDO输入滤波电容依然为0603外，所有电容电阻为0402封装。

2021/09/03  提供电流通道开窗版PCB，提供大电流下更好的温升表现，同时微调大电流走线。

2021/11/16  利用闲暇时间在原来版本基础上修改了一版一公一母接口的，暂时没有时间验证，先放出PCB和原理图

                     更改如下：LDO SE8550 ->  MP2451  （注意到较高电压下LDO发热严重，故更换）

                                       0.96 inch TFT-LCD ST7735s -> 1.14 inch TFT-LCD ST7789

                                       LDO ME6211C33R5G  ->  LDO ME6211C33M5G

2022/06/07 本方案暂停开发

开发记录和一点碎碎念（随缘更新）

        这个小项目到现在也有一段时间了，本身个人学业比较忙，5月份建的工程，一直到现在才初步完成基本功能，后面主要都是软件上的了，没有重大BUG应该硬件是不会做什么修改了。

• 硬件设计碎碎念

       目前这个项目PCB已经迭代到2.1.2，图片里的工程验证板是2.1.1，2.1.2是2.1.1的小幅优化版本，主要是将主要电阻电容更换为0402封装，以及少量走线优化，其余与2.1.1完全一致，就没有单独打板验证。

        这个设计的时候比较贪，想要做一个很小巧，功能非常多的一个板子，因为懒，就准备单板实现，屏幕没有在另一块PCB上。考虑到同时有2.4G Wi-Fi和BLE支持，又只需要极少的外部元件的SiP封装的ESP32-Pico-D4，本身ESP32也是我很喜欢用的一块芯片（便宜功能多），初期选型的时候考虑过ESP32-Pico-V3，考虑到相对比较贵，而且相对货源没那么充足，最后还是选了Pico-D4。

        开始的时候做了很多版PCB，都不太满意，初期主要是2层板，考虑到走线的复杂性，还准备屏幕单独放一块PCB（类似樱花大佬的方案），都不满意，最后就做了4层版。