PD PPS Controller下載-PD PD PPS Controller源代碼下載

PD PPS Controller

PowerBuilder

1.0.0

下載

PD-PPS控制器

使用PD/PPS的USB類型C充電器的接口

學分
動機
AVR原型
- 硬體
  - 電壓和電流傳感器
  - PD-Micro
  - FT232
  - LCD
  - 轉變
- 功能
  - 基本功能
  - 高級功能
- 菜單
  - 菜單圖標
  - 主菜單
  - 個人資料菜單
  - 設置菜單
  - 校準菜單
- 軟體
  - 建立說明
手臂原型
- 第一臂硬件
  - 第一臂硬件的必要返工
- 菜單修改
  - 新的校準菜單
- ARM軟件
  - 正在進行中
  - 手臂構建說明
評論USB類型C充電器
- 經過測試的充電器
- 問題
  - 電源重置
  - 電力銀行在10s後重置

學分

該項目起源於與GmbH的共同作品。
他們在

支持零件的採購
PCB Desgin
製造PCB

動機

那裡有一些有趣的董事會來觸發USB C型電源輸送源。例如zy12pdn。
zy12pdn
您可以在Manuel BL上找到許多細節。這些模塊允許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.那裡有許多其他固定配置文件。有些其他，有些通過電阻或跳線具有可選的電壓。
我設法接觸了Hynetek的HUSB238芯片。使用I2C可以通過電阻或微控制器進行編程。

不幸的是，這遠低於PD 3.0符合PD的功能。所有這些模塊僅使用所謂的固定配置文件。但是有PPS模式（可保證電源）。這使用了增強配置文件。增強輪廓從3.3 V到21 V，最多5 A.可以以20 mV步長選擇電壓，並且可以以50 mA步長選擇最大電流。

這是我的想法：您是否曾經使用過那些矮胖的實驗室電源在桌子上吃掉大多數空間？這些電源通常範圍從0-30 V和0-5A。就我而言，我主要在幾個放大器上使用5-15 V。

如果我們可以使用此增強配置文件模仿實驗室電源怎麼辦？我們需要一個能夠從適合PPS的C型C型電源中要求此配置文件的芯片。
好吧，有一個簡單和艱難的方法：
簡單的方法是告訴一些芯片請求所需的電壓形式。

這樣的芯片是二極管公司可獲得的AP33772。您可以獲得專門的評估委員會表格二極管或其他製造商，例如。微型。這是USB-C接收器2點擊形式microe：

該芯片已被標記為NRND，並被AP33772所取代。 “ S”版本甚至更容易使用，但缺點很大：它僅允許100 mV和250 mA步驟。

困難的方法是使用其中一種USB-C PD物理。他們為電源提供OSI 0 + 1接口。必須在SW中實施更高的級別。最常用的芯片似乎是半導體上的FUSB302形式。該芯片用於原始ZY12PDN。

在這裡是：

這是Ryan MA脫離的PD-Micro。它是Aruduino Pro Micro，具有FUSB302，一些LED，電源開關和電壓調節器。瑞安（Ryan）使選擇適當的配置文件變得容易。 Kai Clemens Liebich對Ryan的Fusb302 Lib做出了一些改進。

唯一的問題是電壓穩定性。即使使用5 A USB C電纜，電壓下降也很重要。因此，我們可能需要測量輸出電壓以罰款調整電源電壓。有些想法是將內部ADC與外部2.048 V電壓遞減。問題是，這只是10位ADC，但是我們需要測量最多21 V的電壓。假設我們以20.48 V的夾子夾，我們的分辨率為20 mV。這似乎就足夠了，但是我們可以做得更好。當使用專用ADC時，例如INA219
ina219
我們可以將精度提高到4 mV。這遠低於20 mV步驟。一個我們在頂部得到當前傳感器。
警告當前傳感器ACS712
ACS 712是一種易於使用的隔離電流傳感器。但：

使用可愛的ACS704有許多假模塊。可以通過測量引腳5和6之間的固定性來找到假芯片。在ACS704中，這些引腳在ACS712中沒有短路。 ACS712提高了穩定性和噪聲降低。
ACS712對VCC穩定性非常敏感。
ACS712是雙向的，因此以0 a為中心的Aroud 2.5 V
ACS712使用磁耦合，因此對外部磁場敏感，可能需要復雜的磁屏蔽

現在，我們可以設置電壓，啟用輸出並測量輸出電壓和電流。因此，我們可以編寫幾行代碼來實現恆定電壓 /電流源。遠程響應時間將受到電源速度的限制，但它在USB電源的合理限制範圍內。我的PS是一個過時的Ugreen Nexode 2，其100W在〜40 .. 50毫秒內切換。

但是電壓和電流夾具如何？好吧，我們可以使用串行接口和計算機來“遠程控制”電路。但是，LCD作為UI呢？

這使我進入了我的第一個原型。

AVR原型

硬體

PD-PPS控制器

這是與左上方的順時針開頭的組件。

電壓和電流傳感器

INA219和24C256
這是電壓和電流傳感器。分流電阻已減少到R015，以獲得5個全尺度讀數。
板上有一個串行EEPROM 24C256。這用於參數存儲。我本可以在芯片EEPROM上使用Atmel的，但這具有較小的耐磨性。我不知道需要多少個寫週期，所以我選擇了一個外部EEPROM

PD-Micro

PD-Micro
這是電路的核心。

FT232

FT232 PD -Micro的USB -C端口被電源佔據。 USB接口不能用於通信。因此，HW串行界面與FT232 USB連接到串行芯片。

LCD

顯示和對比度電壓
這是我的LCD庫中所述的20x4 HD44780與PCF8574兼容顯示，電壓逆變器和當前的對比度。

轉變

左至顯示屏上有一個KY-040旋轉編碼器開關。就在開關上方，只有一個I2C和VCC總線桿。

功能

實驗室電源需要什麼功能？

可調電壓在恆定電壓模式下
恆定電流模式下可調節電流
自動從恆定電壓轉換為恆定電流，反之亦然

基本的Feautres

必須調整電壓和當前設置
- 需要有可能構成個人資料
  - 選擇固定配置文件時，沒有其他選項
    固定的配置文件將需要最大可用電流
  - 選擇增強輪廓電壓和電流時可以選擇

高級功能

提供“受管制”的輸出（僅具有增強配置文件）
這將是可選的。將有四個選擇
- 沒有法規
  系統將僅設置選定的值
- 恆定電壓
  該系統將嘗試調整20 mV之內的輸出電壓
  不會使用主動電流限制。這將由電源完成。
- 當電流超過所需值時，恆定電壓和恆定電流將降低電壓
  這將由Power Suplly當前的限制功能提供幫助
- 在此模式下，恆定電壓和恆定電流最大值將設置為最大電源的電流限制。
  當前的限制僅在SW中完成。這樣可以防止電源進入過度關閉
電力損失後自動簡歷
- 沒有自動簡歷該系統將在默認配置文件（5 V）中啟動，關閉電源
- 自動簡歷電壓系統將恢復最後的電源設置，但要保持電源關閉
- 最後電源設置上的自動電源將恢復，電源開關將打開
當前測量的校準
當繪製已知電流形式時，電路可以通過輸入特定值來校準電流測量值
顯示器的亮度調整

菜單

菜單圖標

菜單圖標
- 坡道：主菜單
- 扳手：設置菜單
- Flash，個人資料菜單
- 標記符號：校準菜單
動作圖標
- 檢查標記：接受值修改
- 取消“ X”：丟棄對價值的更改
- 垃圾箱：清除所有設置，重置為默認設置
- 切換：啟用或禁用輸出
選項圖標
- 坡道：損失功率後的切片自動電壓選擇
- 切換：選擇自動輸出啟用電源後啟用
- 調節器：調節器設置
- 星號：亮度選擇

啟動消息

在啟動時，系統將在主菜單開始之前顯示版本和構建消息。

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

初始化完成後，將顯示主菜單

主菜單

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

最後一行I：菜單圖標

要選擇菜單項按按鈕，將出現光標。轉動旋轉開關，直到光標處於所需物品的位置。再次按按鈕選擇菜單。在此菜單中，第二行中的“ V”和“ A”也是菜單項。選擇要調整所需的電壓或電流。

第一行
將顯示當前SELCTED的配置文件類型。
在這種情況下，它是一個固定的配置文件。如果將增強配置文件列入，則選定的調節器模式將顯示在行的末尾。
- u表示恆定電壓
- UI表示恆定電壓，並且電流受SW和PS硬件的限制。
- UI^表示恆定電壓和電流有限的SW，沒有HW支持
- 噹噹前限制處於活動狀態時，將顯示感嘆號
第二行
顯示選定的電壓和電流額定值。
第三行
顯示輸出電壓和電流
第四行
可用的菜單項在[]中列出。當前菜單顯示在（）中的行末尾
1. 圖標：開關
  選擇打開或關閉輸出。
2. 圖標：閃光燈
  選擇要輸入個人資料菜單
3. 圖標：扳手
  選擇要輸入設置菜單
4. 圖標：複選標記
  當電壓或當前設置已修改時，僅將圖標4和5 AR播放。一個人需要接受或丟棄更改
5. 圖標：取消“ X”請參閱圖標4
6. 圖標：坡道當前菜單。坡道圖標表示主菜單的增量或減少功能。

個人資料菜單

此菜單用於選擇所需的PD配置文件。

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

最後一行I：菜單圖標

要選擇一個配置文件，按按鈕導航到第一行中的“＃”符號，然後再次按以輸入配置文件選擇。轉彎將跨越Avalabla配置文件。要選擇一個配置文件再次按下，然後導航到對接行中的複選標記，或選擇“ x”以中止。

第一行
顯示當前配置文件的數量，配置文件的總數和配置文件類型（固定，增強...）
第二行
顯示當前輪廓的標稱電壓或電壓範圍
第三行
顯示了個人資料中的最大可用電流
第四行中可用的菜單項在[]中列出。當前菜單顯示在（）中的行末尾
1. 圖標：坡道
  選擇要返回主菜單。
2. 圖標：複選標記
  選擇接受新的個人資料
3. 圖標：取消“ X”
  選擇丟棄更改
4. 圖標：閃光燈
  當前菜單。閃光燈指示電源配置外觀菜單

設置菜單

此菜單用於更改操作模式或校準值。

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

[i]或（i）括號中的圖標

第一行
- 坡道圖標用於分開自動或手動電壓損耗後的斜坡圖標
- 亮度選擇的星圖標作為“ o” = min和“*” = max之間的棒
二線開關圖標用於選擇自動或手動啟用功率後輸出的圖標
第三行
符號調節器模式的調節器圖標：無，CV，CV+CC，CV+CC Max
第四行中可用的菜單項在[]中列出。當前菜單顯示在（）中的行末尾
1. 圖標：坡道
  選擇要返回主菜單。
2. 圖標：標記符號
  選擇要輸入校準菜單
3. 圖標：複選標記
  選擇接受新設置
4. 圖標：取消“ X”
  選擇丟棄更改
5. 圖標：扳手
  當前菜單。扳手指示設置菜單

校準菜單

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

[i]或（i）括號中的圖標

要調整當前的測量校準，可以通過負載進行輸出，並使用校準的安培儀表測量電流。
輸入設置菜單，然後轉到校準菜單。輸入測得的電流並選擇該檢查標記，以選擇盡可能高的電流以獲得最大的精度。

第一行
- 左值最後一個校準值（可編輯）
- 正確的值最近的測量值
第四行中可用的菜單項在[]中列出。當前菜單顯示在（）中的行末尾
1. 圖標：坡道
  選擇要返回主菜單。
2. 圖標：垃圾箱
  將重置為默認狀態，所有手冊，默認校準值
3. 圖標：複選標記
  選擇接受新的個人資料
4. 圖標：取消“ X”
  選擇丟棄更改
5. 圖標：標記符號
  當前菜單。

軟體

AVR SW用Arduino IDE編寫。在開發SW時，我發現了有關該系統的幾件事：

AT32U4設備（例如Leonardo）上的Booltloader佔據了4 KB的程序空間，這是總程序空間的1/8。
AVR未針對16 MHz @ 3.3 V指定，以低於5V的電壓操作時必須縮放時鐘
LCD背光亮度從5 V降至3.3 VCC
對於這個項目，32 KB很小。

最初的成功後，迅速遇到了Flash和Ram的問題。您可能可以運行AVR代碼，但我建議您降低免費內存功能。

這使我使用AtSAMD21G18進行了第二個原型。

建立說明

AVR文件夾中的軟件是原樣的。這將不再是該分支機構的進一步發展。這是一種工作，但要自行使用。它僅在沒有啟動加載程序的情況下編譯，您需要將boards.local.txt文件從配置文件夾添加到

 C:Users_user_AppDataLocalArduino15packagesarduinohardwareavr1.8.6

（至少在Windows機器上），然後從可用板中選擇帶有啟動加載程序的Arduino Leonardo 。

您將需要Avrdude和Usbasp
提示：購買一個廉價克隆時要小心。他們經常帶有過時的SW，並且無法正常工作。更新這些都沒有問題，但是您需要一個工作的USBASP適配器。

程序員閃爍SW。對於非CLI用戶：Avrduess是Avrdude的絕佳GUI。
您不妨將Arduino Uno用作USB到ISP橋。

手臂原型

挫折之後，我嘗試了一個Arduino零。該板使用ATSAMD21G18，該ATSAMD21G18是以48 MHz運行的Cortex M0+ ARM控制器。它具有256 kb的閃光燈和32 kb ram和許多接口。快速端口表明，SW可以從AVR上移植到手臂，幾乎沒有問題。

這是我們決定啟動第一個自定義PCB的地步，避免了第一個原型遇到的所有問題。

CPU以48 MHz @ 3.3 V運行，因此無需放慢CPU WENN降低輸入電壓
添加了RGB LED以指示操作狀態
添加了CAT4004來控制LCD背光（我們預計電壓下降到4 V VBU）
LM2664取代了Villard / Greinacher Circuit，並釋放了端口銷釘
USB Typ C連接器專門用於電源（使用VBU和CC引腳）
USB C引腳的專用保護電路
Micro USB連接器用於SW更新，USB用於串行轉換
USB C和Micro USB之間的核心電壓電源是可置素的。因此，即使沒有連接USB C
溫度傳感器
3.3 V級的硬件UART端口（RX/TX/GND）
一些睾丸

一些頭痛會導致VCC供應。大多數雄鹿轉換器電路都需要一些電壓淨空才能操作並“功能”欠壓鎖定電路。但這對於這個電路來說是不可能的。它需要低至3.3 V VBU。我們需要一個欠壓旁路凝管，以確保在3.3 V VBUS處操作。否則，當VBU掉落到閾值以下時，電路將鎖定，通常在3.3 V輸出時4 V -4.7 V。
這個問題被略有工程化解決。我們使用了兩個3.3 V調節器，這些調節劑由理想的二極管進行。
TPS62932配置為輸出3.45 V. UVLO設置為4.55 V，並且將啟用設置為5.06 V.這可以保證降壓轉換器在5 V以上操作，並且輸出略高於3.3 V，因此3.3 V LDO可保存butsible。 LDO是NCV2951ACDMR2G設置為3.3 V.輟學電壓為100 mA時最大450 mV。電路的當前消耗量低於50 mA，因此我們的最大液落估計為300 mV。
當輸入電壓高於5.06 V時，LDO是空閒的，VCC為3.45V。當輸入伏特降至4.55 V以下降低4.55 v時，降壓轉換器被禁用，LDO降低了3.3 V的VCC，導致輸入Voltoge繼續降低，VCC將降低到3.3 V V vbus的〜3 V v v v vbus。
CPU將根據BrownOut設置保存至2.7 V。

第一臂硬件

PCBA：

工作原型：

第一臂硬件的必要返工

輸出需要下拉才能獲得適當的零讀數。為了不煽動晶狀體測量，電阻器需要放置在分流器和功率FET之間。
RGB LED的串聯電阻需要與相對亮度相匹配
CAT4004的當前選擇應設置為〜12 mA /通道，無平行操作
琥珀色LED的電流應設置為2 MA〜750R
三個bin跳線應該是Populatet或R25
電容器必須添加到旋轉編碼器開關時鐘和數據銷

菜單修改

新的校準菜單

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

當前的讀數和參考值已重組。

SAM軟件

SW已被重構，現在是USB-PD2。在第一個SW中，電源的控制是在菜單類中實現的。這已移至自己的控制器類。
添加了托多德提醒的標題，已經添加了電源測試類以進行測試配置文件更改。

正在進行中

當VT100端子連接到微型USB時，將添加GUI以控制電路
當連接到USB或HW UART時，將添加一個簡單的原始物

SAM構建說明

為了首次刷新SW，您將需要JTAG調試接口，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調試探測器。
許多廉價的手臂調試探針似乎都模仿了Segger J-Link。
您可能會因為神話般的希臘女戰士或四十個小偷的形成一千夜而發現自己的運氣。
也許Arduino Zero WICH具有EDGB（未測試）

您可以使用Atmel Studio或Arduino IDE刷新Arduio零引導加載程序。
您也可以使用眨眼演示。選擇草圖 - >導出二進制。 IDE將創建一個文件xxx.ino.with_bootloader.arduino_zero.bin。只需刷一下文件即可。您可能需要從Arduino Zero中復制保險絲鑽頭。
保險絲文件夾中有一些樣本。一些保險絲是工廠調整的，不能被覆蓋。

Bootloader工作後，您可以使用SAM-BA引導加載程序閃爍SW。 Microchip提供的SW具有一個CLI，適用於所有支持SAM-BA的SAM設備，因此使用有些棘手。一個更簡單的工具是Shumatech的Bossa。

評論USB類型C充電器

我的充電器支持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增強配置文件。請小心許多標有100W（甚至Ugreen）的充電器只能支撐65 W PPS（3.25 A），電壓範圍有限。它們可能不會在3.3 V以下的反向電壓。有些人甚至具有兩個具有不同網絡 /電流等級的PPS輪廓。

經過測試的充電器

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
- 增強
  - 3.3-21 V / 5A
Ugreen Nexode 100W桌面充電器（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
- 增強
  - 3.3-21 V / 5A
Anker Powerport I 30W PD
支持的個人資料：
- 固定的
  - 5 v / 3 a，9 v / 3 a，15 v / 2 a，20 v / 1.5 a
Ilepo USB C快速充電器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
- 增強
  - 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
- 增強
  -5.0 V -5.9 V / 3 A -5.0 V -11 V / 2 A

問題

電源重置

當沒有繪製電流時，某些功率似乎可以重置功率。
我的“ Nexode 100W台式充電器” P/N 90928在不加載的情況下重置〜1 h。其他充電器沒有。

電力銀行在10s後重置

我的INIU電力庫重置〜10s之內沒有負載

使用LOAD 20R日誌

 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
  ...

沒有負載的日誌：

 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

展開

附加信息