PD PPS Controller下载-PD PD PPS Controller源代码下载

PD PPS Controller

PowerBuilder

1.0.0

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PD-PPS控制器

使用PD/PPS的USB类型C充电器的接口

学分
动机
AVR原型
- 硬件
  - 电压和电流传感器
  - PD-Micro
  - FT232
  - LCD
  - 转变
- 功能
  - 基本功能
  - 高级功能
- 菜单
  - 菜单图标
  - 主菜单
  - 个人资料菜单
  - 设置菜单
  - 校准菜单
- 软件
  - 建立说明
手臂原型
- 第一臂硬件
  - 第一臂硬件的必要返工
- 菜单修改
  - 新的校准菜单
- ARM软件
  - 正在进行中
  - 手臂构建说明
评论USB类型C充电器
- 经过测试的充电器
- 问题
  - 电源重置
  - 电力银行在10s后重置

学分

该项目起源于与GmbH的共同作品。
他们在

支持零件的采购
PCB Desgin
制造PCB

动机

那里有一些有趣的董事会来触发USB C型电源输送源。例如zy12pdn。
zy12pdn
您可以在Manuel BL上找到许多细节。这些模块允许您介入可用的固定配置文件，其中包括5 V，9 V，12 V，15 V，15 V和20 V.那里有许多其他固定配置文件。有些其他，有些通过电阻或跳线具有可选的电压。
我设法接触了Hynetek的HUSB238芯片。使用I2C可以通过电阻或微控制器进行编程。

不幸的是，这远低于PD 3.0符合PD的功能。所有这些模块仅使用所谓的固定配置文件。但是有PPS模式（可保证电源）。这使用了增强配置文件。增强轮廓从3.3 V到21 V，最多5 A.可以以20 mV步长选择电压，并且可以以50 mA步长选择最大电流。

这是我的想法：您是否曾经使用过那些矮胖的实验室电源在桌子上吃掉大多数空间？这些电源通常范围从0-30 V和0-5A。就我而言，我主要在几个放大器上使用5-15 V。

如果我们可以使用此增强配置文件模仿实验室电源怎么办？我们需要一个能够从适合PPS的C型C型电源中要求此配置文件的芯片。
好吧，有一个简单和艰难的方法：
简单的方法是告诉一些芯片请求所需的电压形式。

这样的芯片是二极管公司可获得的AP33772。您可以获得专门的评估委员会表格二极管或其他制造商，例如。微型。这是USB-C接收器2点击形式microe：

该芯片已被标记为NRND，并被AP33772所取代。 “ S”版本甚至更容易使用，但缺点很大：它仅允许100 mV和250 mA步骤。

困难的方法是使用其中一种USB-C PD物理。他们为电源提供OSI 0 + 1接口。必须在SW中实施更高的级别。最常用的芯片似乎是半导体上的FUSB302形式。该芯片用于原始ZY12PDN。

在这里是：

这是Ryan MA脱离的PD-Micro。它是Aruduino Pro Micro，具有FUSB302，一些LED，电源开关和电压调节器。瑞安（Ryan）使选择适当的配置文件变得容易。 Kai Clemens Liebich对Ryan的Fusb302 Lib做出了一些改进。

唯一的问题是电压稳定性。即使使用5 A USB C电缆，电压下降也很重要。因此，我们可能需要测量输出电压以罚款调整电源电压。有些想法是将内部ADC与外部2.048 V电压递减。问题是，这只是10位ADC，但是我们需要测量最多21 V的电压。假设我们以20.48 V的夹子夹，我们的分辨率为20 mV。这似乎就足够了，但是我们可以做得更好。当使用专用ADC时，例如INA219
ina219
我们可以将精度提高到4 mV。这远低于20 mV步骤。一个我们在顶部得到当前传感器。
警告当前传感器ACS712
ACS 712是一种易于使用的隔离电流传感器。但：

使用可爱的ACS704有许多假模块。可以通过测量引脚5和6之间的固定性来找到假芯片。在ACS704中，这些引脚在ACS712中没有短路。 ACS712提高了稳定性和噪声降低。
ACS712对VCC稳定性非常敏感。
ACS712是双向的，因此以0 a为中心的Aroud 2.5 V
ACS712使用磁耦合，因此对外部磁场敏感，可能需要复杂的磁屏蔽

现在，我们可以设置电压，启用输出并测量输出电压和电流。因此，我们可以编写几行代码来实现恒定电压 /电流源。远程响应时间将受到电源速度的限制，但它在USB电源的合理限制范围内。我的PS是一个过时的Ugreen Nexode 2，其100W在〜40 .. 50毫秒内切换。

但是电压和电流夹具如何？好吧，我们可以使用串行接口和计算机来“远程控制”电路。但是，LCD作为UI呢？

这使我进入了我的第一个原型。

AVR原型

硬件

PD-PPS控制器

这是与左上方的顺时针开头的组件。

电压和电流传感器

INA219和24C256
这是电压和电流传感器。分流电阻已减少到R015，以获得5个全尺度读数。
板上有一个串行EEPROM 24C256。这用于参数存储。我本可以在芯片EEPROM上使用Atmel的，但这具有较小的耐磨性。我不知道需要多少个写周期，所以我选择了一个外部EEPROM

PD-Micro

PD-Micro
这是电路的核心。

FT232

FT232 PD -Micro的USB -C端口被电源占据。 USB接口不能用于通信。因此，HW串行界面与FT232 USB连接到串行芯片。

LCD

显示和对比度电压
这是我的LCD库中所述的20x4 HD44780与PCF8574兼容显示，电压逆变器和当前的对比度。

转变

左至显示屏上有一个KY-040旋转编码器开关。就在开关上方，只有一个I2C和VCC总线杆。

功能

实验室电源需要什么功能？

可调电压在恒定电压模式下
恒定电流模式下可调节电流
自动从恒定电压转换为恒定电流，反之亦然

基本的Feautres

必须调整电压和当前设置
- 需要有可能构成个人资料
  - 选择固定配置文件时，没有其他选项
    固定的配置文件将需要最大可用电流
  - 选择增强轮廓电压和电流时可以选择

高级功能

提供“受管制”的输出（仅具有增强配置文件）
这将是可选的。将有四个选择
- 没有法规
  系统将仅设置选定的值
- 恒定电压
  该系统将尝试调整20 mV之内的输出电压
  不会使用主动电流限制。这将由电源完成。
- 当电流超过所需值时，恒定电压和恒定电流将降低电压
  这将由Power Suplly当前的限制功能提供帮助
- 在此模式下，恒定电压和恒定电流最大值将设置为最大电源的电流限制。
  当前的限制仅在SW中完成。这样可以防止电源进入过度关闭
电力损失后自动简历
- 没有自动简历该系统将在默认配置文件（5 V）中启动，关闭电源
- 自动简历电压系统将恢复最后的电源设置，但要保持电源关闭
- 最后电源设置上的自动电源将恢复，电源开关将打开
当前测量的校准
当绘制已知电流形式时，电路可以通过输入特定值来校准电流测量值
显示器的亮度调整

菜单

菜单图标

菜单图标
- 坡道：主菜单
- 扳手：设置菜单
- Flash，个人资料菜单
- 标记符号：校准菜单
动作图标
- 检查标记：接受值修改
- 取消“ X”：丢弃对价值的更改
- 垃圾箱：清除所有设置，重置为默认设置
- 切换：启用或禁用输出
选项图标
- 坡道：损失功率后的切片自动电压选择
- 切换：选择自动输出启用电源后启用
- 调节器：调节器设置
- 星号：亮度选择

启动消息

在启动时，系统将在主菜单开始之前显示版本和构建消息。

 PD/PPS-Controller  
====================
Ver. :   3.3 nbl    
Build:   mmm dd yyyy

初始化完成后，将显示主菜单

主菜单

 Mode (x:...) [UI^] ! 
     UU.UU V  I.II A
OUT  UU.UU V  I.II A
[i  i  i  i  i]  (i)

最后一行I：菜单图标

要选择菜单项按按钮，将出现光标。转动旋转开关，直到光标处于所需物品的位置。再次按按钮选择菜单。在此菜单中，第二行中的“ V”和“ A”也是菜单项。选择要调整所需的电压或电流。

第一行
将显示当前SELCTED的配置文件类型。
在这种情况下，它是一个固定的配置文件。如果将增强配置文件列入，则选定的调节器模式将显示在行的末尾。
- u表示恒定电压
- UI表示恒定电压，并且电流受SW和PS硬件的限制。
- UI^表示恒定电压和电流有限的SW，没有HW支持
- 当当前限制处于活动状态时，将显示感叹号
第二行
显示选定的电压和电流额定值。
第三行
显示输出电压和电流
第四行
可用的菜单项在[]中列出。当前菜单显示在（）中的行末尾
1. 图标：开关
  选择打开或关闭输出。
2. 图标：闪光灯
  选择要输入个人资料菜单
3. 图标：扳手
  选择要输入设置菜单
4. 图标：复选标记
  当电压或当前设置已修改时，仅将图标4和5 AR播放。一个人需要接受或丢弃更改
5. 图标：取消“ X”请参阅图标4
6. 图标：坡道当前菜单。坡道图标表示主菜单的增量或减少功能。

个人资料菜单

此菜单用于选择所需的PD配置文件。

 # 1 / n  (...)     
U= UU.UU V - UU.UU V
I=  I.II A max      
[i  i  i]        (i)

最后一行I：菜单图标

要选择一个配置文件，按按钮导航到第一行中的“＃”符号，然后再次按以输入配置文件选择。转弯将跨越Avalabla配置文件。要选择一个配置文件再次按下，然后导航到对接行中的复选标记，或选择“ x”以中止。

第一行
显示当前配置文件的数量，配置文件的总数和配置文件类型（固定，增强...）
第二行
显示当前轮廓的标称电压或电压范围
第三行
显示了个人资料中的最大可用电流
第四行中可用的菜单项在[]中列出。当前菜单显示在（）中的行末尾
1. 图标：坡道
  选择要返回主菜单。
2. 图标：复选标记
  选择接受新的个人资料
3. 图标：取消“ X”
  选择丢弃更改
4. 图标：闪光灯
  当前菜单。闪光灯指示电源配置外观菜单

设置菜单

此菜单用于更改操作模式或校准值。

 (i)=auto  (*)=.    *
(i)=auto            
(i)=auto            
[i  i  i  x]     (i)

[i]或（i）括号中的图标

第一行
- 坡道图标用于分开自动或手动电压损耗后的斜坡图标
- 亮度选择的星图标作为“ o” = min和“*” = max之间的棒
二线开关图标用于选择自动或手动启用功率后输出的图标
第三行
符号调节器模式的调节器图标：无，CV，CV+CC，CV+CC Max
第四行中可用的菜单项在[]中列出。当前菜单显示在（）中的行末尾
1. 图标：坡道
  选择要返回主菜单。
2. 图标：标记符号
  选择要输入校准菜单
3. 图标：复选标记
  选择接受新设置
4. 图标：取消“ X”
  选择丢弃更改
5. 图标：扳手
  当前菜单。扳手指示设置菜单

校准菜单

 I= I.III A:  I.III A
                    
                    
[i  i  i  x]     (i)

[i]或（i）括号中的图标

要调整当前的测量校准，可以通过负载进行输出，并使用校准的安培仪表测量电流。
输入设置菜单，然后转到校准菜单。输入测得的电流并选择该检查标记，以选择尽可能高的电流以获得最大的精度。

第一行
- 左值最后一个校准值（可编辑）
- 正确的值最近的测量值
第四行中可用的菜单项在[]中列出。当前菜单显示在（）中的行末尾
1. 图标：坡道
  选择要返回主菜单。
2. 图标：垃圾箱
  将重置为默认状态，所有手册，默认校准值
3. 图标：复选标记
  选择接受新的个人资料
4. 图标：取消“ X”
  选择丢弃更改
5. 图标：标记符号
  当前菜单。

软件

AVR SW用Arduino IDE编写。在开发SW时，我发现了有关该系统的几件事：

AT32U4设备（例如Leonardo）上的Booltloader占据了4 KB的程序空间，这是总程序空间的1/8。
AVR未针对16 MHz @ 3.3 V指定，以低于5V的电压操作时必须缩放时钟
LCD背光亮度从5 V降至3.3 VCC
对于这个项目，32 KB很小。

最初的成功后，迅速遇到了Flash和Ram的问题。您可能可以运行AVR代码，但我建议您降低免费内存功能。

这使我使用AtSAMD21G18进行了第二个原型。

建立说明

AVR文件夹中的软件是原样的。这将不再是该分支机构的进一步发展。这是一种工作，但要自行使用。它仅在没有启动加载程序的情况下编译，您需要将boards.local.txt文件从配置文件夹添加到

 C:Users_user_AppDataLocalArduino15packagesarduinohardwareavr1.8.6

（至少在Windows机器上），然后从可用板中选择带有启动加载程序的Arduino Leonardo 。

您将需要Avrdude和Usbasp
提示：购买一个廉价克隆时要小心。他们经常带有过时的SW，并且无法正常工作。更新这些都没有问题，但是您需要一个工作的USBASP适配器。

程序员闪烁SW。对于非CLI用户：Avrduess是Avrdude的绝佳GUI。
您不妨将Arduino Uno用作USB到ISP桥。

手臂原型

挫折之后，我尝试了一个Arduino零。该板使用ATSAMD21G18，该ATSAMD21G18是以48 MHz运行的Cortex M0+ ARM控制器。它具有256 kb的闪光灯和32 kb ram和许多接口。快速端口表明，SW可以从AVR上移植到手臂，几乎没有问题。

这是我们决定启动第一个自定义PCB的地步，避免了第一个原型遇到的所有问题。

CPU以48 MHz @ 3.3 V运行，因此无需放慢CPU WENN降低输入电压
添加了RGB LED以指示操作状态
添加了CAT4004来控制LCD背光（我们预计电压下降到4 V VBU）
LM2664取代了Villard / Greinacher Circuit，并释放了端口销钉
USB Typ C连接器专门用于电源（使用VBU和CC引脚）
USB C引脚的专用保护电路
Micro USB连接器用于SW更新，USB用于串行转换
USB C和Micro USB之间的核心电压电源是可置素的。因此，即使没有连接USB C
温度传感器
3.3 V级的硬件UART端口（RX/TX/GND）
一些睾丸

一些头痛会导致VCC供应。大多数雄鹿转换器电路都需要一些电压净空才能操作并“功能”欠压锁定电路。但这对于这个电路来说是不可能的。它需要低至3.3 V VBU。我们需要一个欠压旁路凝管，以确保在3.3 V VBUS处操作。否则，当VBU掉落到阈值以下时，电路将锁定，通常在3.3 V输出时4 V -4.7 V。
这个问题被略有工程化解决。我们使用了两个3.3 V调节器，这些调节剂由理想的二极管进行。
TPS62932配置为输出3.45 V. UVLO设置为4.55 V，并且将启用设置为5.06 V.这可以保证降压转换器在5 V以上操作，并且输出略高于3.3 V，因此3.3 V LDO可保存butsible。 LDO是NCV2951ACDMR2G设置为3.3 V.辍学电压为100 mA时最大450 mV。电路的当前消耗量低于50 mA，因此我们的最大液落估计为300 mV。
当输入电压高于5.06 V时，LDO是空闲的，VCC为3.45V。当输入伏特降至4.55 V以下降低4.55 v时，降压转换器被禁用，LDO降低了3.3 V的VCC，导致输入Voltoge继续降低，VCC将降低到3.3 V V vbus的〜3 V v v v vbus。
CPU将根据BrownOut设置保存至2.7 V。

第一臂硬件

PCBA：

工作原型：

第一臂硬件的必要返工

输出需要下拉才能获得适当的零读数。为了不煽动晶状体测量，电阻器需要放置在分流器和功率FET之间。
RGB LED的串联电阻需要与相对亮度相匹配
CAT4004的当前选择应设置为〜12 mA /通道，无平行操作
琥珀色LED的电流应设置为2 MA〜750R
三个bin跳线应该是Populatet或R25
电容器必须添加到旋转编码器开关时钟和数据销

菜单修改

新的校准菜单

 Current Calibration 
 internal   I.III A 
 reference  I.III A  
[i  i  i  x]     (i)

当前的读数和参考值已重组。

SAM软件

SW已被重构，现在是USB-PD2。在第一个SW中，电源的控制是在菜单类中实现的。这已移至自己的控制器类。
添加了托多德提醒的标题，已经添加了电源测试类以进行测试配置文件更改。

正在进行中

当VT100端子连接到微型USB时，将添加GUI以控制电路
当连接到USB或HW UART时，将添加一个简单的原始物

SAM构建说明

为了首次刷新SW，您将需要JTAG调试接口，例如

atmel冰
Segger J-Link
Atmel Studio或Arduino IDE支持的任何其他ARM 3.3 V JTAG / SWD调试探测器。
许多廉价的手臂调试探针似乎都模仿了Segger J-Link。
您可能会因为神话般的希腊女战士或四十个小偷的形成一千夜而发现自己的运气。
也许Arduino Zero WICH具有EDGB（未测试）

您可以使用Atmel Studio或Arduino IDE刷新Arduio零引导加载程序。
您也可以使用眨眼演示。选择草图 - >导出二进制。 IDE将创建一个文件xxx.ino.with_bootloader.arduino_zero.bin。只需刷一下文件即可。您可能需要从Arduino Zero中复制保险丝钻头。
保险丝文件夹中有一些样本。一些保险丝是工厂调整的，不能被覆盖。

Bootloader工作后，您可以使用SAM-BA引导加载程序闪烁SW。 Microchip提供的SW具有一个CLI，适用于所有支持SAM-BA的SAM设备，因此使用有些棘手。一个更简单的工具是Shumatech的Bossa。

评论USB类型C充电器

我的充电器支持5 V / 9 V / 12 V / 15 V @ 3A和20 V @ 5A固定配置文件和3.3 V -21 V @ 5 A增强配置文件。请小心许多标有100W（甚至Ugreen）的充电器只能支撑65 W PPS（3.25 A），电压范围有限。它们可能不会在3.3 V以下的反向电压。有些人甚至具有两个具有不同网络 /电流等级的PPS轮廓。

经过测试的充电器

Ugreen Nexode 2端口100W PD-Charger（CD254＃50827）支持的配置文件：
- 固定的
  - 5 v / 3 a，9 v / 3 a，12 v / 3 a，15 v / 3 a，20 v / 5a
- 增强
  - 3.3-21 V / 5A
Ugreen Nexode 100W桌面充电器（CD328＃90928）支持配置文件：
- 固定的
  - 5 v / 3 a，9 v / 3 a，12 v / 3 a，15 v / 3 a，20 v / 5a
- 增强
  - 3.3-21 V / 5A
Anker Powerport I 30W PD
支持的个人资料：
- 固定的
  - 5 v / 3 a，9 v / 3 a，15 v / 2 a，20 v / 1.5 a
Ilepo USB C快速充电器65 W
支持的配置文件
- 固定的
  - 5 v / 3 a，9 v / 3 a，12 v / 3a，15 v / 3 a，20 v / 3.25 a
- 增强
  - 3.3V -11V 5A
Iniu Power Bank 20000mah，22.5W
支持的配置文件
- 固定的
  - 5 V / 3 A，9 V / 2.22 A，12 V / 1.5 A
- 增强
  -5.0 V -5.9 V / 3 A -5.0 V -11 V / 2 A

问题

电源重置

当没有绘制电流时，某些功率似乎可以重置功率。
我的“ Nexode 100W台式充电器” P/N 90928在不加载的情况下重置〜1 h。其他充电器没有。

电力银行在10s后重置

我的INIU电力库重置〜10s之内没有负载

使用LOAD 20R日志

 0006: FUSB302 ver ID:B_revA
0118: USB attached CC1 vRd-3.0
0172: RX Src_Cap id=1 raw=0x53A1
0172:  obj0=0x2A01912C
0172:  obj1=0x0002D0E9
0172:  obj2=0x0003C096
0172:  obj3=0xC076323C
0172:  obj4=0xC0DC3228
0172:    [0] 5.00V 3.00A
0172:    [1] 9.00V 2.33A
0172:    [2] 12.00V 1.50A
0172:    [3] 5.00V-5.90V 3.00A PPS *
0172:    [4] 5.00V-11.00V 2.00A PPS
0176: TX Request id=0 raw=0x1082
0176:  obj0=0x42022628
0186: RX GoodCRC id=0 raw=0x0121
0192: RX Accept id=2 raw=0x05A3
0210: RX PS_RDY id=3 raw=0x07A6
0212: PPS 5.50V 2.00A supply ready
0214: Load SW ON
5214: TX Request id=1 raw=0x1282
5214:  obj0=0x42022628
5222: RX GoodCRC id=1 raw=0x0321
5228: RX Accept id=4 raw=0x09A3
5246: RX PS_RDY id=5 raw=0x0BA6
5246: PPS 5.50V 2.00A supply ready
10248:TX Request id=2 raw=0x1482
10248: obj0=0x42022628
10256:RX GoodCRC id=2 raw=0x0521
10262:RX Accept id=6 raw=0x0DA3
10280:RX PS_RDY id=7 raw=0x0FA6
10280:PPS 5.50V 2.00A supply ready
  ...

没有负载的日志：

 0006: FUSB302 ver ID:B_revA
0118: USB attached CC1 vRd-3.0
0172: RX Src_Cap id=1 raw=0x53A1
0172:  obj0=0x2A01912C
0172:  obj1=0x0002D0E9
0172:  obj2=0x0003C096
0172:  obj3=0xC076323C
0172:  obj4=0xC0DC3228
0172:    [0] 5.00V 3.00A
0172:    [1] 9.00V 2.33A
0172:    [2] 12.00V 1.50A
0172:    [3] 5.00V-5.90V 3.00A PPS *
0172:    [4] 5.00V-11.00V 2.00A PPS
0176: TX Request id=0 raw=0x1082
0176:  obj0=0x42022628
0186: RX GoodCRC id=0 raw=0x0121
0192: RX Accept id=2 raw=0x05A3
0210: RX PS_RDY id=3 raw=0x07A6
0212: PPS 5.50V 2.00A supply ready
0214: Load SW ON
5214: TX Request id=1 raw=0x1282
5214:  obj0=0x42022628
5222: RX GoodCRC id=1 raw=0x0321
5228: RX Accept id=4 raw=0x09A3
5248: RX PS_RDY id=5 raw=0x0BA6
5248: PPS 5.50V 2.00A supply ready
10250:TX Request id=2 raw=0x1482
10250: obj0=0x42022628
10258:RX GoodCRC id=2 raw=0x0521
10264:RX Accept id=6 raw=0x0DA3
10284:RX PS_RDY id=7 raw=0x0FA6
10284:PPS 5.50V 2.00A supply ready

==> The Power bank resets and defaults to 5V only.

0006: FUSB302 ver ID:B_revA
0118: USB attached CC1 vRd-3.0
0352: TX Get_Src_Cap id=0 raw=0x0087
0704: TX Get_Src_Cap id=0 raw=0x0087
1056: TX Get_Src_Cap id=0 raw=0x0087

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附加信息