USB电压电流表 ESP32+INA226 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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标准版 USB电压电流表 ESP32+INA226

简介:基于ESP32-Pico-D4与INA226的便携USB电压电流表,工作电压5~28V,电流0~5A。

开源协议: CC-BY-NC-SA 3.0

(未经作者授权,禁止转载)

工程来源: 克隆自 USB Power Meter Ver_ESP32

创建时间: 2021-08-29 15:37:11
更新时间: 2023-11-22 09:38:29
描述

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2.1.12.1.22.1.1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。

设计图
原理图
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PCB
1 /
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