开源USB PD电源和功耗分析仪Spark Analyzer

Spark Analyzer是一款创新型多功能USB-C Power Delivery(简称UCPD,下同)供电与分析设备,这款小巧时尚的电源和分析仪可与您现有设备无缝集成,为电源传输提供宝贵的见解和控制。   

借助 Spark Analyzer,开发人员可以通过智能手机上方便直观的界面,轻松监控和操作电压水平、记录数据并分析功耗。该设备配备了 WiFi 和 BLE 连接,可实现无线控制和记录,无需笨重的物理按钮,并可实现远距离远程操作。      

Spark Analyzer 的流线型设计确保它可以毫不费力地连接到任何现有的 UCPD 兼容壁挂式插座或电源上,而无需额外的支架或桌子。其小巧的外形保证了灵活性和便利性,使电压控制和数据记录变得方便快捷。

    

该项目非常详细,软硬件完善,值得一读~

Github地址:

https://github.com/tooyipjee/Spark-Analyzer/tree/master?tab=readme-ov-file         

Spark Analyzer特点:

  • 兼容USB-C Power Delivery:Spark Analyzer 与 USB-C Power Delivery 完全兼容,确保与各种设备和应用兼容。      
  • 无线控制和记录:告别物理按键,通过内置的 WiFi 和 BLE,您可以使用智能手机无线控制和记录数据。
  • 可调电压输出:精确控制电压水平,可切换至 5V、9V、15V 和 20V。 
  • 凑时尚的设计:无需额外设备,即可轻松将Spark Analyzer与现有设备集成。
  • 线集成:通过将Spark Analyzer与 UCPD 兼容电源在线集成,提高便利性。
  • 多功能IO Breakout:轻松将更高电压集成到现有项目中。Spark Analyzer 具有独立的 3.3V 电源域。       
  • 电源分析功能:精确测量项目的电流消耗,了解您的电源需求并进行相应优化。         
  • 软件安全切断:再也不用担心电流过大了,Spark Analyzer 的电流感应功能可确保在大电流情况下关闭输出 FET,从而保护您的设备。      
  • Output FET:通过集成的输出场效应管切换高压输出的开和关,为您提供更多的电源控制。       
  • 源:利用 Spark Analyzer 的开源特性,定制和扩展 Spark Analyzer 的功能,深入研究其功能,并根据您的特定需求进行定制。  

       

原理图:            

核心器件:

ESP32-C3FH4, 乐鑫的一款搭载 RISC-V 32 位单核处理器的极低功耗 SoC,支持 2.4 GHz Wi-Fi (802.11 b/g/n) 和 Bluetooth® 5 (LE) ,4 MB flash ,QFN32 (5×5 mm) 封装。

 

CC6904SO-10A ,是一款高性能单端输出的线性电流传感器(10A),其内部集成了一颗高精度,低噪声的线性霍尔电路和一根低阻抗的主电流导线。可以更为有效进行交流(AC)或者直流(DC)电流检测,广泛应用于工业,消费 类及通信类设备。        

FUSB302MPX,onsemi的一款带PD的可编USB Type-C控制器,除了默认的SRC功能,器件还支持可编程性低的DRP/SRC/SNK。器件具有USB Type-C检测包括附着/分离和取向。FUSB302MPX集成了USB BMC供电协议的物理层,允许高达100W功率和角色互换。BMC PD区块完全支持Type-C指标的替代接口。   

TPS62175DQCT, TI的降压转换器,最大输出6V 500mA, 最大输入28 V, 可调输出。

Spark Analyzer移动应用程序(开发中)

Spark Analyzer 移动应用程序是 Spark Analyzer 设备的完美伴侣,可在智能手机上提供直观且功能丰富的界面。该应用程序旨在简化监测和控制电力输送的过程,使您比以往任何时候都更容易管理您的项目。      

   

性能测试

Spark Analyzer的设计核心是对可靠性和性能的承诺。为确保Spark Analyzer能够满足实际需求,我们对其进行了使用条件测试       

最大电流测试:9V,3A

在 9V,3A 的负载条件下,Spark Analyzer 毫发无损地展示了其强大的供电能力。

最大电压测试:20V,1.5A

即使在最大电压输出为 20V 且负载为 1.5A 的情况下,Spark Analyzer仍能无缝运行,证明了其多功能性和可靠性。

 

热性能

安全和效率是最重要的。在这些测试条件下,以下为电路板的热图像,以确保所有元件都保持在安全温度范围内。结果令人印象深刻:整个电路板保持低温,温度最高的元件是 ESP32 微控制器,仅达到 40°C 左右。

Spark Analyzer vs PD Micro vs Lab Power Supply对比 

    

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