DIY用于测试手机充电参数等用途的USB接口电压、电流表

bg1trk

这个小玩意的主要功能是测试USB接口的电压、电流，还可以mAH、WH为单位计量电量，可用于测试手机充电参数等用途。

家里的手机都是年初更新的，几个充电器最高电压21V、最大电流5A，因此把这个小表的量程确定为30V、6A。也可很方便的改为10V、3A。

主控为具备12位ADC的8位单片机STM8L151，显示器件为128*64的0.96寸OLED屏。使用MAX471做电流检测，这片IC最大电流3A，共用了2片。

主要流程为用MAX471做电流-电压转换，还有一路电阻分压，两路电压信号送单片机进行AD转换，再经校准后送显。单片机还开启了一个定时器做精确定时，以秒为单位累积输出电量，换算成mAH、WH数送显。


成品照片：
插在计算机USB口，没接负载，只显示了USB口电压。



电路图：



印版图：



薅某知名PCB厂家的羊毛，5元打了5块板子：



因为是拼版，拿到手需要再切割，得30块小板：




程序开发调试在开发板上基本完成：




焊接好的小板子：




焊好后做的一些测试，图为华为P20剩余80%电量时的充电参数：

P20充电器支持5V、4A和4.5V、5A。

华为mate20pro剩余40%电量时的充电参数：

mate20pro的充电器最高支持10V、4A。

bg1trk

sandan 发表于 2019-6-9 20:55
对
你这个改程序很好，
低于100mA能有0.0或0.00mA这就太实用了。1A以上差几毫安无所谓的。这方面我就 ...

改了改程序，电流显示保留到小数点后三位，满量程为32.99V、5.999A。

U盘工作电流37mA：



小小的遗憾，因为是硬挤出的屏幕空间，小数点和电流单位“A”都被占用了1个像素。

sandan

这个东西太实用了，USB可手机、平板、双系统平板等等充电都能看。很适合普通人，
可以大概知道，电池性能，手机功率消耗、工作状态等等。

0.00A的TB包邮都只有几元钱。

lyq7015

    好东西！！！不知成本多少？可否量产？造福坛友？

yclisl

这不玩艺好玩，如果有个透明的盒子就更好了。

bg1trk

sandan 发表于 2019-6-9 08:10
这个东西太实用了，USB可手机、平板、双系统平板等等充电都能看。很适合普通人，
可以大概知道，电池性能 ...

这小玩意仅屏幕就10元左右，2块检流IC又是10元......自己做着玩的东西，不计成本。

bg1trk

lyq7015 发表于 2019-6-9 08:37
好东西！！！不知成本多少？可否量产？造福坛友？

规划时手边有什么原件就用什么原件，没控制成本，大概算算成本大概30元以上了，这个版本量产无优势。

sandan

bg1trk 发表于 2019-6-9 12:26
这小玩意仅屏幕就10元左右，2块检流IC又是10元......自己做着玩的东西，不计成本。

自己会做更好，练手玩玩学习。
成本肯定大超商品， 可它能学习、把玩等等


TB上我看中55元的0.00000A还没舍得买。

sandan

bg1trk 发表于 2019-6-9 13:28
比4位半的万用表还多1位！
做到这个精度要用非常精密的基准源、18位以上的ADC，这些都不便宜。一个好 ...

说到我心里了，
10元包邮的50mA以下看不到（优利得30多元都是），100ma以下？ 这些低价的压降也大

高价高分辨率，也没用过所以没敢买

许多U盘都是50mA以下，也就不能用了。

jyljyl

好东西，不会搞，只看

bg1trk

sandan 发表于 2019-6-9 13:59
说到我心里了，
10元包邮的50mA以下看不到（优利得30多元都是），100ma以下？ 这些低价的压降也大

还是成本闹的。最初也考虑用检流电阻+运放的方式对电流采样，100mΩ电阻压降0.5V以上，肯定不能用。降到10mΩ，压降倒是可以接受了，但10mA时压降只有0.1mV，358之类的便宜运放肯定是没戏了。用高精度运放成本又上去了，还不如直接用专用检流IC方便。


您说的50mA看不到，大概也因于此。要减小压降就不能用阻值太大的检流电阻，小阻值检流电阻在几十毫安时又因为压降太小已低于便宜运放（限于成本不得不用）的失调电压，测出来的数据没意义，只好在程序上想办法，小于50mA时屏蔽显示。

这个表为了显示清楚、直观，电压电流用了自定义的12*32大字体，屏幕分辨率不够用只好保留到小数点后两位，显示到10mA这个级别。实际上6A量程时分辨率能到2mA，3A量程时能显示到1mA。

您这回复倒是提醒了我，低于0.1A时可以把电流单位改为mA，最大99mA只占4个字符的位置，显示位比安培为单位时还少，屏幕够用，回头改改程序，谢谢了。


测了个U盘，显示为40mA。因为程序里做了四舍五入，实际电流应该在35-44mA之间。

sandan

bg1trk 发表于 2019-6-9 14:39
还是成本闹的。最初也考虑用检流电阻+运放的方式对电流采样，100mΩ电阻压降0.5V以上，肯定不能用 ...

对
你这个改程序很好，
低于100mA能有0.0或0.00mA这就太实用了。1A以上差几毫安无所谓的。这方面我就完全外行了向你学习

你这套电路不错U盘也就40mA上下。你的这么低的位置还能显示0.04 很好，改程序OK（这个不要精度很高的，能分辨能定性就很实用）


U盘、USB无线网卡、USB蓝牙等都是小电流的，需要观察几至几十毫安的变化。



暂时我用万用表里0.01欧当取样电阻，用纸板做个，等看到合适的一定要买个USB电流表，那个纸板太寒酸了。
右边的玩具表就是0000显示的，10mA挡 才会9.999mA 显示。 这时才能分辨0.1mA（对应0.01欧）

sandan

bg1trk 发表于 2019-6-10 22:58
改了改程序，电流显示保留到小数点后三位，满量程为32.99V、9.999A。

U盘工作电流37mA：

分辨率1MA  太实用了，U 盘37mA 很好

网上分辨率再高的有不少，有的价格很贵超过万用表。实际测小电流没看到过评测，不确定。

bg1trk

sandan 发表于 2019-6-9 20:55
对
你这个改程序很好，
低于100mA能有0.0或0.00mA这就太实用了。1A以上差几毫安无所谓的。这方面我就 ...

您这两块表真不错。