#训练营#便携式功率计（PD/QC诱骗版）

*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

 

 

* 1、项目功能介绍

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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。

 

*2、硬件部分

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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

 

 

*3、软件部分

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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

 

 

*4、项目总结

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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。

 

* 5、演示视频

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