#第九届立创电赛#无线开关功率计

2024/12/3更新BOM：添加一部分购买链接，重命名一些封装，更新mini开关外壳

2025/1/7:修复屏幕限流电阻和中间支架干涉的问题

2025/1/19:添加内阻测试数据和推荐安全电流

1、项目功能介绍

ESP32C3功率计：INA226传感器，默认可测量26V-40A，XT60接口，240A PMOS控制输出，铝合金面板，10平方毫米铜条导流，工程配备两种开关。

开发之初是为ROBOCON机器人设计，可以用于任意XT60接口的电源电池使用(不超过额定电压)。

无线急停开关：为功率计配套使用，可查看回传数据和实现无线急停的功能，带锂电池充放电电路可独立使用，带UART CAN输出接口。

mini开关：简单的小开关，使用58mm徽章作为顶面，让你的谷具有实用性，带锂电池充放电电路可独立使用，短按关断，长按恢复。插电脑还可以显示曲线，

默认DEEP SHEEP能够实现好几个月的超长待机。

2、项目属性

项目为首次线上公开，从未发布到其他地方过。

3、开源协议

项目所有部分均为GPL3.0协议

4、硬件部分

4.1结构设计

功率计：上下面板采用CNC加工，特征简单加工仅需6.8*2，中间可使用打印件代替打印成功率高。上下PCB使用排线连接方便拆卸。

底部采用2mm厚度的铜条加强过流能力，即使不加铜条也能获得大于10A的过流能力。

↓↓↓↓↓↓↓↓爆炸图↓↓↓↓↓↓↓

急停开关：使用1.3寸I2C屏幕，搭配金属急停开关，后置对称天线位置，强迫症可以接两个天线来对称

↓↓↓↓↓↓↓↓爆炸图↓↓↓↓↓↓↓↓

mini开关：顶部使用58mm徽章盖板，让你的谷子变得实用！

其他部分均为打印件

↓↓↓↓↓↓↓↓爆炸图↓↓↓↓↓↓↓↓

4.2电路设计

功率计：

• 主控ESP32-C3-WROOM-02或者02U模组，带PCB天线版本会突出来一点，外借天线版本使用5cm航模天线可藏在内部
• 1.14寸焊接TFT彩屏
• 供电：TPS5430+AMS1117，5V 3.3V输出均有TVS保护
• TPS5430耐压35V，普通陶瓷电容一般耐压为25V，MOS耐压30V，6S电池满电压为25.2V。所以该工程默认使用26V的TVS，修改为SMBJ30A可获得32V左右的最大输入电压，但是会降低电路整体的稳定性
• 输入输出控制：使用两颗DTQ6311/AON6403，DTQ6311标称30V120A，MOS G极使用18V的稳压二极管限制G极电压。IO控制A03400拉低MOSG控制输出
• 输入输出各有一颗LED和TVS
• 烧录使用TYPEC直连主控，BOOT按键复用为左翻页键，重置按键位置靠内部防止误触
• 板载蜂鸣器可用于过流，低压保护提示
• 电压电流采样：使用INA226+3920合金电阻，该项目不追求高精度，使用INA226已经足够，电流最大为 80A/mR ，mR为采样电阻的电阻大小，例如当采样电阻为2mΩ时最大采样电流为40A。
• 超过限流不影响输出
• 实测回路内阻为6.3mΩ(数据仅对作者手中原型负责)，推荐长时间使用电流在30A以下。
• 顶部12*12*6倒装按键，短按关断输出，长按恢复，手感还行，使用12*12*5mm的按键可以防止误触
• 

急停开关：

• 主控ESP32-C3-WROOM-02U模组
• TP5400实现锂电池充放电
• 开关控制5v电源，关闭时TP5400仍有较小功耗
• 电阻分压测电量
• PMOS实现电源路径管理，VBUS为高时关断电池的5V输出
• AMS1117降压，3.3V带TVS保护
• 带CAN接口和CAN电阻开关
• 屏幕和急停用排针连接方便拆装，想稳定可以直接焊线
• 带蜂鸣器可做保护提醒
• 电池使用103030电池，1000mah容量

mini开关：

• 主控ESP32C3模组
• 微动控制，短按关断输出，长按恢复
• TP5400实现锂电池充放电
• PMOS实现电源路径管理，VBUS为高时关断电池的5V输出
• 电池可采用R40350V-435mAH或者302030-150mAH，整体实测休眠电流在35uA以下，150mA电池待机长达半年！

5、软件部分

点击打开github代码仓库

6、已知问题

2025/1/7

问题

功率计本体的14P FPC底座焊接难度大,复刻时注意多备几个

功率计在使用板载天线的C3模组时会凸出来一截，但此时能保证200m+的稳定控制

在使用短航模天线时信号不好，只能保证稳定30m距离

目前代码开发尚未完全完成,下面是待实现功能

功率计：

    主动配对

急停开关：

      按键主动配对

      LED状态提示

     屏幕UI优化

MINI开关：

下面功能待开发

      低电量提醒

7、BOM清单

见附件

8、功能演示