1、简单易用,可快速上手
2、流畅支持300个器件或1000个焊盘以下的设计规模
3、支持简单的电路仿真
4、面向学生、老师、创客
1、全新的交互和界面
2、流畅支持超过3w器件或10w焊盘的设计规模,支持面板和外壳设计
3、更严谨的设计约束,更规范的流程
4、面向企业、更专业的用户
标准版 #训练营#便携式功率计(PD/QC诱骗版)
简介:基于N32G430C8L7为主控的便携式功率计
开源协议: GPL 3.0
*更新日志
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修改了INA199的输入连接错误
修正了TYPE-A公头对于电脑插口反向的问题
修改了外壳模型,纠正各个接口对于外壳开口均有偏移的错误
优化了VBUS走线,在Type-A和C口铺了一小块铜,增强了过电流能力
2022.9.4
本项目源于嘉立创与国民技术合作举办的训练营活动。
这款功率计输入电压5-40V,低于5V会导致降压芯片无法正常输出3.3V,如果电压较高要记得选用高耐压的电容等器件。输入电流0-3A,电流再大点问题可能也不大,但是未经过测试,理论上来说短时间5A也没事。在电压电流采样的部分采用了训练营官方案例,采用了分压采样采集电压以及使用INA199系列+检流采样电阻采集电流。两个信号处理都直接交给单片机内置的12位ADC。由于只有12位,它对外部输入的最小分辨率只有3.3v/2^12=0.8mV。官方示例程序中电压与电流的分辨率都为0.01,大概是为了显示效果而取舍,不过对我来说也足够用了。除了基本的测量功能,本项目还增加了快充诱骗功能,可选择PD/QC协议诱骗。
两个采样部分无需多言,官方示例已经很清楚了。值得一提的是要注意电流采样芯片的两个输入脚,千万别接反了!!!!,我的第一版电路就有这个问题,焊接完成后死活显示不出电流,一量OUT脚只有几毫伏,还以为是芯片寄了,换了一块备用的依然是这个问题,然后去检查电路,愣是没看出有啥毛病,无奈去仔细看了一遍datasheet,看到里面就是个封装好的运放才恍然大悟
最后还是飞了两根线解决的。(开源的电路图与pcb均已纠正这个问题)。还有就是TYPE-A公头也得注意一下,应该是要与屏幕在同一侧,不然焊完想要插电脑就会发现屏幕翻身了……(此问题也已经在pcb中更正)
降压部分,原本也是照抄官方案例4-24V版本的,现成的直接拿多香啊。结果后来看群里说5V的时候输出不正常,只能自己设计,为了节约空间,找了个SOT-23封装的,参考手册设计。实际测试效果不错,5-12V稳定输出3.4V电压,往上因为没有合适的电源就没测试,理论上来说应该是正常的。芯片的输入端支持4.75-40V。
然后是快充诱骗的的方案,我为此去了解了一下快充协议,最后找到了两款合适的诱骗芯片,CH224K和LDR6328,LDR6328的优点是他兼容PD/QC协议,但问题在于它是自动诱骗,我还是喜欢能自己控制,于是最后选择了CH224k,但它也有个问题,虽然它也有dp和dn脚,但是手册对QC协议的事儿只字未提,只说了能骗PD。保险起见,QC方案再另选一个。资料找着找着就刷到了b站的视频:QC诱骗2-协议篇_哔哩哔哩_bilibili 这个方案在硬件上可以说极其省事了,大佬在开源平台也有发项目,大家有需要可以去看看 我市大葱明-QC诱骗模块-单片机版 - 嘉立创EDA开源硬件平台 (oshwhub.com) 。
最后接口部分秉着我全都要的原则,上面有TYPE-A的公母口,TYPE-C母座,DC的母座,以及一个4p的弯排针,可以用来给电机或者开发板供电并测量功率,尽可能地满足常用的需求。(图为用dc电源驱动一个控制板坏了的舵机)
外壳部分使用solidworks2021版本建模,现在放出来的版本应该是没有什么大问题的,至少装配图看起来是这样的。这回也懒了,色都没上,能用就行,打样我也打了三回了,问题基本上都修正了。3d打印的话我也留了误差量了,只要精度在1mm之内应该都能塞进去。
我自己这回头一次用ABS进行打样,还是挺顺利的,好歹打出来了,有一小部分区域有些许层裂,大概要追求更好打印效果的话还得封箱打吧。装配用了四颗M3*16的螺丝
虽然大家都是32位MCU,都是基于ARM架构的,但N32和STM32的很多寄存器定义或是名称还是不一样的,要想开发好这块,首先得对STM32足够熟悉,然后看看要用的外设的寄存器定义(u1s1国民的用户手册写的还不错),奈何本人水平还是太次,也不够熟悉STM32,所以软件开发尚未完成,目前仅仅写完了快充,按键的库以及菜单的架构,加上最近课业繁忙,在结营之前完成有点不太现实,所以这部分只能先搁置,下次一定
虽然有一些坎坷,但好在基本功能已经顺利完成了,碰上的不少问题也在前面说了,这里不再赘述。总的来说,这是对我个人能力的一次提升,验证了一些曾经没用过的设计,学了一些没学过的知识。还是感谢嘉立创与国民技术,提供了这次宝贵的学习机会,也希望国产MCU的用户生态能够完善,能够有社区讨论的氛围,这样不论对于学生还是开发者来说,都能更轻松更快的上手国产MCU。
ID | Name | Designator | Footprint | Quantity |
---|---|---|---|---|
1 | 1u | C1,C15,C16,C7 | C0603 | 4 |
2 | 10u | C6 | C0603 | 1 |
3 | 0.1u | C8,C10,C11,C12,C13,C14 | C0603 | 6 |
4 | 4.7uF | C9 | C0603 | 1 |
5 | 220p | C17 | C0805 | 1 |
6 | 22u | C18 | C0805 | 1 |
7 | USB-CONN-AM90 | CN1 | USB-A-TH_AM90 | 1 |
8 | B5819W | D1 | SOD-123_L2.7-W1.6-LS3.7-RD-1 | 1 |
9 | DC005-2.0MM | DC1 | DC-IN-TH_DC005-T20 | 1 |
10 | 6.8uH | L1 | L0805 | 1 |
11 | 1MΩ | R3 | R0603 | 1 |
12 | 90kΩ | R7 | R0805 | 1 |
13 | 2k | R9,R14 | R0805 | 2 |
14 | 0Ω | R10 | R0603 | 1 |
15 | 10mΩ | R11 | RES-SMD_L6.4-W3.2-R2512 | 1 |
16 | 9k | R12,R13 | R0805 | 2 |
17 | 10k | R15,R16 | R0805 | 2 |
18 | KAN0637-0701B | SW2,SW3 | SW-TH_KAN0637-0701B | 2 |
19 | N32G430C8L7 | U1 | LQFP-48_L7.0-W7.0-P0.50-LS9.0-BL | 1 |
20 | CH224K | U2 | CH224K | 1 |
21 | ME3116 | U4 | SOT-23-6_L2.9-W1.6-P0.95-LS2.8-BR | 1 |
22 | INA199A1DCKR | U5 | SC-70-6_L2.2-W1.3-P0.65-LS2.1-BR | 1 |
23 | TYPEA B | USB1 | USB-A-TH_C42628 | 1 |
24 | TYPEC-304-ACP16 | USB2 | USB-C-SMD_TYPE-C-16P-1 | 1 |
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