USB电压电流表

10个月前

简介:基于STM32制作的USB电压电流表。

开源协议: GPL 3.0

描述

简介

一个基于STM32制作的USB电压电流表,可以便捷的看出充电器是否工作在快充模式,也可以方便测试USB设备的功耗或者USB充电器的输出功率。


版本更新说明

v1.1 - 2020/4/15

  • 加入自动息屏功能,在检测到无电流输出的20秒后,屏幕会自动熄灭以保护OLED屏幕。在息屏后,当检测到存在电流输出或手动按下按键时,屏幕会自动亮起。

特性

  • 基于STM32F030K6制作,代码使用HAL库编写,GCC编译器

  • 0.91寸白色OLED显示屏,显示效果清晰

  • 采用低阻值采样电阻(5mΩ),防止过高的内阻影响USB供电效率

  • 支持4.7~24V的宽电压范围,0~5A电流测量

  • 可测量Vbus、D+、D-电压,Vbus电流。支持功率显示和能量计算

  • 可选择使用内部电压参考源(Vref)或者外部电压参考源(AZ431)

  • 软件校准功能,校准后可以保证一定的精度。

  • 完全开源,可自行添加功能

    • -

校准说明

本USB电压电流表设计有软件校准功能,可以补偿硬件偏差。在上电时按住按钮不丢直到屏幕出现“Prepare to calibrate~~~~”后松开按键,即可进入校准模式,请根据屏幕提示来提供标准的电压和电流完成校准。


代码说明

代码为通过STM32CubeMX生成的trueStudio工程,推荐使用trueStudio 9.3.0导入使用。


注意事项

USB母座有两种,一种内部触点朝下(面向焊盘),另一种内部触点朝上(背向焊盘)。这两种母座可以使用同一个PCB封装。如果使用过的是下触点的USB母座,那么母座要焊接到板子的正面,反之则焊接在板子的背面。 示例图片中使用的是下触点的USB母座,原理图和PCB中设计的是上触点的母座。这点在制作时请注意。

推荐母座:

  • 上触点(焊背面):C265460
  • 下触点(焊正面):C464564 (示例图片中使用)

实物图片

IMG_3471.jpg

IMG_3473.jpg

IMG_3472.jpg

BOM

ID Name Designator Footprint Quantity
1 47k R2,R4 0603 2
2 100k R3,R5 0603 2
3 90k R6 0603 1
4 10k R7,R10 0603 2
5 1k R8 0603 1
6 30k R9 0603 1
7 1M R11 0603 1
8 2M R12 0603 1
9 Header-Male-2.54_1x4 SWD DIP-1X4P-2.54MM-M 1
10 TC-1102N-C-DL-B KEY SW-TH_TC-1102N-C-DL-B 1
11 JUMPER JP1 JUMPER-0603 1
12 QG-2832TLBFG04 OLED OLED-12834-REVERSE 1
13 0.005 R1 R2512 1
14 10uH L1 1206 1
15 UBA-R4R-D14-4D(LF)(SN) USB-F USB-A-TH_UBA-R4R-D-14-4D 1
16 B5819W D1 SOD-123_L2.8-W1.8-LS3.7-RD 1
17 6.8uH L2 L1206 1
18 ME3116 U1 SOT-23-6_L2.9-W1.6-P0.95-LS2.8-BL 1
19 INA199A2DCKR U3 SOT-363_L2.0-W1.3-P0.65-LS2.1-BR 1
20 0.1u C1,C3,C4,C5,C6,C7 0603 6
21 10u C2 0805 1
22 22u C8 1210 1
23 100p C9 0603 1
24 10u C10 1206 1
25 1u C11 0603 1
26 1u C12,C13 0805 2
27 2.2u C14 0805 1
28 0.1u C15,C18 0805 2
29 4.7u C16,C17 0805 2
30 48037-0001 USB-M USB-A-TH_48037-0001 1
31 AZ431AN-ATRE1 Q1 SOT-23-3_L2.9-W1.6-P1.90-LS2.8-BR 1
32 STM32F030K6T6 U2 TQFP-32_L7.0-W7.0-P0.50-BL 1

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工程成员

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全部评论 (43)

micespring

@pleianth 对,需要校准。
进入校准的方法:
image.png
校准需要一个可调电源和一个电子负载,电子负载我有一个简单的:https://oshwhub.com/micespring/xiao-xing-DCheng-liu-dian-zi-fu-

2021-01-14 17:04:04

pleianth

@micespring 电流是不是要校准?表上显示的电流比实际要大的多是什么原因呢?

2021-01-14 13:52:05

micespring

@Laythy 亮屏时约100~200毫瓦

2021-01-11 22:50:43

micespring

@blackberryer USB3对走线要求很高,对于一个U表来说没有必要。

2021-01-11 22:48:54

micespring

@pleianth ??? 烧掉的唯一原因只可能是供电电压过高。除非你知道更改元器件会带来的效果,否则不建议自行修改元件。下次再做的时候记得先别焊屏幕和单片机。上电测量观察供电正常后再焊接。

2021-01-11 22:48:11

blackberryer

支持USB3就完美了

2021-01-11 20:41:31

pleianth

@micespring 表做出来了,但是接充电器连接手机显示电流4a左右,然后单片机就烧了一个洞,原件里就电感和原理图不一样,不知道是不是跟电感值的大小有关系。

2021-01-11 20:08:59

Laythy

楼主,这个自身功耗是多少毫瓦?

2021-01-10 15:54:27

kn4869

这个可以做一个玩

2020-12-25 02:50:54

20通信工程专升本2班 蒲薪

楼主,OLED也是立创下单的嘛?

2020-12-18 08:56:47

larry_01

能不能抗住20V6A

2020-12-13 21:18:09

micespring

@h45635  trueStudio的工程,不是MDK

2020-12-12 18:53:52

Fily1983

群主,能否说一下电压和电流校准原理吗?谢谢

2020-12-12 10:50:38

h45635

第三个文件里没有工程诶

2020-12-08 22:16:28

chenwbs

准备照样做个出来玩下

2020-11-27 14:01:36

micespring

@HangYongmao  立创商城啊,淘宝你仔细找找也有的

2020-11-18 17:49:56

HangYongmao

咨询一下,这个OLED是在哪里买的?我在淘宝上搜到的都是14脚的,哪里可以买到15脚的?

2020-11-16 17:22:56

micespring

@zhanghoub  先查表,然后再使用线性插值法确定。

2020-11-14 00:16:37

micespring

@hljiang  兼容的即可

2020-11-14 00:15:44

micespring

@cs4092  区别不大,最近ST的芯片涨价厉害,可以买拆机的。

2020-11-14 00:15:26

zhanghoub

想请教楼主软件校准的思路,谢谢!

2020-11-13 17:05:31

cs4092

请教楼主,商城里STM32F030K6T6 这个芯片要26元多,某宝里才几元,区别大不大?另外,程序要通过什么工具写?USB 转TLL吗?

2020-11-09 22:18:38

hljiang

您好大佬想问一下USB连接器48037-0001这种型号如果没有可以用其他的代替吗

2020-11-07 19:14:40

micespring

@kaide  不能,只是一个电压电流表

2020-10-25 21:23:12

kaide

可以显示充电协议吗?

2020-10-24 17:30:05

micespring

@kai999  当然可以

2020-10-23 18:01:05

kai999

大佬,这个可测充电头支持的功率吗?

2020-10-23 14:34:14

kai999

@micespring

2020-10-23 14:33:42

xie2451023577

感谢分享

2020-10-09 23:30:10

micespring

@0x00000  JP1是单点接地跳线,必须连接。

2020-10-05 23:55:29

micespring

@w.rh  改一下代码就好了,代码里面都是取的3位的。

2020-10-05 23:55:09

w.rh

主电压电流要是做到小数后三位就好了

2020-10-04 05:00:06

0x00000

@micespring  你好,谢谢您的解答。我还想请教一下那个JP1需要用焊锡连接吗?经过测试,不连接JP1的话空载大概有5~6A左右的电流?这个状态应该不太正常。连接之后就没有电流了。

2020-08-03 12:27:01

micespring

@0x00000  你好,有电流就应该有电压差的,没有电压差只能说没有电流通过采样电阻。可能是你万用表精度不够?5毫欧的电阻1A电流才5mV。要是确定测量没有问题的话,那就看看电路是不是哪里有问题导致电流没通过采样电阻。

2020-08-03 01:50:57

0x00000

大佬你好,我按照你这个图DIY了一个,电压检测、显示部分是好的。但是电流检测有点儿小问题,电流检测一直是0。我用万用表测量一下。采样电阻两端没有电压差。请问这是哪里的问题啊?

2020-08-02 19:58:41

micespring

@CrazySuiJi  就是照着那个做的。

2020-06-26 11:45:07

CrazySuiJi

不错,跟我买的那个20来块的USB功率计功能一毛一样

2020-06-26 09:51:14

duck

很棒,直接拿来用了,哈哈

2020-05-05 01:08:13

micespring

@bigcat00  用USB不行的,得用ST-LINK才能下载程序。虽然可以费点劲,焊接单片机前先在外部电路上通过串口把程序下载好,然后再焊上去。但是建议还是买个ST-LINK把,商城有,也不贵。

2020-04-03 18:45:02

认证图标

OSHWHub

此工程为立创EDA官微第034期开源推荐:https://mp.weixin.qq.com/s/WWHPszPYYufvLJH9PDmH7A
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2020-04-03 18:03:30

bigcat00

多谢分享,好评一个,请教一下,可以用USB将程序已经成功下载至单片机中吗 ,需不需要烧录板?

2020-04-03 17:46:52

micespring

@UserSupport  走某宝的话二十块吧,主要屏幕贵。

2020-03-25 23:28:08

UserSupport

这个好评,预计成本需要多少钱一个?

2020-03-24 15:17:17

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