Этот проект разработан для использования в ремонтных и тестовых целях. Это USB-накопитель, который измеряет основные электрические параметры – напряжение питания от USB порта, ток, потребляемый устройством, подключенным к порту, и вычисляет потребляемую мощность устройства, отображая всю информацию при помощи небольшого OLED-дисплея. Причём схема сама также питается от USB-порта.
Схема измерителя параметров USB
Плата собрана на основе микроконтроллера atmega328. Чтобы сделать схему как можно меньше, микроконтроллер используется в минимальной планарной конфигурации. Использован внутренний 8 МГц генератор. Напряжение и ток измеряются встроенным 10 разрядным АЦП. Чтобы сделать измерения более точными, внешний источник опорного напряжения 2.5 В выполнен на микрочипе MCP1525. Ток преобразуется в напряжение на измерительном резисторе 0.01 Ом и усиливается ОУ LT6106 прежде чем поступает на контроллер. Схема может измерять токи до 2,5 А. поскольку OLED-дисплея требуется напряжение питания строго 3.3 В, линейный регулятор L78L33ACUTR используется для преобразования 5 В в 3.3 В.
Внешний источник опорного напряжения 2.5 вольта используется для получения более точных показаний АЦП. Поскольку модуль АЦП микроконтроллеров atmega328 10 битный, разрешение будет 2.44 мВ (2,5 вольта/1024). Этого вполне достаточно для данной схемы.
Шина питания 5 В из USB-порта передается через делитель напряжения, включая 14К и 10К резисторы, чтоб повысить диапазон измеряемых напряжений до 6 В.
Микросхема LT6106 увеличивает напряжение на коэффициент усиления равный 100. Затем напряжение считывается другим каналом АЦП микроконтроллера atmega328.
Измеренная и расчетная информация показана на 0.5” OLED-дисплее. Он имеет разрешение 60×32 точек. Это, наверное, самый маленький OLED-дисплей, который вы можете найти в продаже. Он требует 3,3 В напряжения питания и общается через интерфейс SPI.
Большинство компонентов для поверхностного монтажа, но там нет сложной пайки. Разъемы USB и модуль дисплея имеются сквозные отверстия. Измерения повторяются каждую секунду. Программа работает в бесконечном цикле. На рисунке ниже можно видеть результаты измерений во время зарядки мобильного телефона через USB. Тут можно скачать прошивку и файл печатной платы.
