USB充電電流測定回路を作ってみた

USBのD±のプルアッププルダウン、ショート、抵抗挟みが変更して、
どんな機器でも充電できるようにするとともに、ピンヘッダで基板上抵抗から、
データ通信に切り替えられるようにしてあります。

充電電流の他に拡張で3chの電圧を測定できます。TX,RXも(使ってないけど)出ています。

測定結果は背面に搭載されたmicroSDカードにパソコンが読める形式で保存されます。

本題は充電完了、充電中、未接続が、
LEDで表示出来るようにする回路の製作だったのですが、
そのためには充電電流の測定が必要→時間単位で電流を計測する必要がある。
→手持ちのオシロじゃ無理→LabView?→使ったこと無い物使うより作った方が速い!

と言う経緯で一日で設計から製作、その晩に測定という強行スケジュールで作りました。

詳細はと言うと…LCDを外してっと、電流測定には0.1Ω3Wの金被抵抗を使っています。これを計装アンプAD623につっこんで増幅
AVRのADコンバータで測定するという何のひねりも無い回路です。
部品選定の理由としては、

マイコン:ATmega328…手元にあった(昔レールで買ったw)。開発経験が比較的豊富。
計装アンプ:AD623…手元にあった。8pinDIP,レールtoレール,単電源,RSで売ってて入手良。

えぇ、0.1Ωの抵抗以外あり合わせの回路です。両方ともものすごく使いやすいICなので、
常備しておくのがオススメです。特にAD623はすっごく便利増幅だけならポン付けで動きます。
外付けは増幅率を決める抵抗1本だけというお手軽さです。レールで欲しい…

別に売り物にするつもりはないので、保護回路は一切入っていません。
よい子はヒューズの1本くらい入れておきましょう。

回路図はこんな感じ

かなり適当です。スイッチにLPFが無いので、プログラム側で上手にチャタリング防止!
R1-R4は実際にはピンソケットになってます。この抵抗値だとiPadに対応します。

でもってこちらが実体配線図

私は、miniCNCで切削した基板を使うので無理矢理片面で配線しています。
配線はAutoRouterさんのお仕事なので、適当ですが、
USBの電流が流れるラインだけは太くしました。(追記:修正時一部太くし忘れたので要修正w)

で、ハンダ付け結果。

うわ、汚!って言った奴。ちょっと面貸せ。
って言うのは置いといて、フラックス除去せずにハヤコートを塗ったので色が悪いです。
あと、I2CのプルアップとmicroSDのVCCを忘れていたので、ジャンパしてます。
掲載した回路図と実体配線図は改善済みです。
ギリギリタカチのケースに収まらず(考慮してなかった)ちょっと悔しかったなぁ。
と言う具合で、強行日程で作るとイロイロ忘れてしまうようです。

で、電流と3ch分の電圧、測定時間からの秒数を表示するプログラムをAVRに書き込んで、

iPadをつないで充電開始して寝ました。起きたときの結果がこちら。

ちゃんと記録できてますねーステキです。今度は、当初の目的であるLEDのみの、
部品点数少なめアナログ回路を作ります。ではではっ!

おっと、EAGLEの回路図とコンパイル済みhexを置いておきます。
作ってみたい人はどうぞ。

ADCLogger

ソースコードは公開できるか確認しないといけないので、確認後掲載します。
(時間が無いのであり合わせのごった煮プログラムw)
欲しい方はお問い合わせからご連絡下さい。今度こそ、ではでは!

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