“一款基于 ESP32 的多功能、支持 Wi-Fi 和 BLE 的 USB-C PD 分析儀及電源。”

Made with KiCad 系列將支持新的展示方式。直接將以下鏈接復(fù)制到瀏覽器中(或點擊“閱讀原文”)： https://www.eda.cn/ecadViewer/viewerPage?xmlId=47f95dd8-80e7-4bc1-8c55-22763e917b52&fileZip=%2Fdata%2Fdesign%2Fdemo%2F47f95dd8-80e7-4bc1-8c55-22763e917b52.zip 即可動態(tài)查看設(shè)計的原理圖、PCB、3D 及 BOM，查詢設(shè)計中器件、走線、焊盤的屬性詳情。還可以在原理圖中與AI小助手互動，幫您更高效地學(xué)習(xí)設(shè)計細(xì)節(jié)： 概覽

Spark Analyzer 是一款基于 ESP32 的多功能設(shè)備，專為提升項目開發(fā)與調(diào)試效率而設(shè)計。該設(shè)備全面兼容 USB-C Power Delivery 協(xié)議（UCPD），并通過可編程電源（PPS）功能實現(xiàn)精準(zhǔn)的電力管控。其緊湊型設(shè)計支持直列式集成，可無縫接入現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行電力監(jiān)控。配備 WiFi 和 藍(lán)牙低功耗（BLE）無線連接功能，開發(fā)者可通過直觀的智能手機(jī)界面或自定義應(yīng)用程序遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)電壓參數(shù)、記錄運行數(shù)據(jù)并進(jìn)行功耗分析。

Spark Analyzer 配備了 WiFi 和 BLE，可提供無線連接，使開發(fā)人員能夠通過用戶友好型界面遠(yuǎn)程監(jiān)控和調(diào)整電壓水平、記錄數(shù)據(jù)并分析功耗。這種設(shè)計將便利性和效率放在首位，無需物理按鈕，支持遠(yuǎn)距離操作。

框圖

功能

配置 USB PD：當(dāng) Spark Analyzer 連接到支持 PD 的 USB 端口時，您可以將輸出電壓配置為 5V、9V、15V 或 20V。

配置 USB 可編程電源 PPS：當(dāng) Spark 分析儀連接到支持可編程電源（PPS）的 USB 端口時，您可以在 3.3V 至 21V 之間配置輸出電壓，步長為 20 mV。您還可以將電流限制在 3A 以下，步長為 50mA。

功率分析： Spark Analyzer 配有電流傳感器。這樣就可以精確測量電流，對了解項目中的用電情況至關(guān)重要。

無線控制： 利用 Spark Analyzer 的無線功能進(jìn)一步改進(jìn)您的開發(fā)過程。通過 WiFi 和 BLE，該工具可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)記錄。用戶可以遠(yuǎn)距離調(diào)整設(shè)置和監(jiān)控數(shù)據(jù)，從而獲得更靈活的開發(fā)體驗。

開源和可編程： 作為一款開源設(shè)備，Spark Analyzer 具有無與倫比的多功能性。它完全可編程，使您能夠根據(jù)具體應(yīng)用定制其功能。這種定制擴(kuò)展到軟件和硬件，為創(chuàng)造性和高效的項目開發(fā)提供了無限可能。

設(shè)計緊湊： Spark Analyzer 設(shè)計方便，外形小巧時尚，可無縫集成到現(xiàn)有設(shè)置中。它與 USB PD 電源的兼容性和在線集成能力最大程度地減少了對額外設(shè)備或大量重新設(shè)計的需求，使其成為任何開發(fā)環(huán)境中的多功能和用戶友好型補(bǔ)充。

7. 安全： 安全是用電工作的關(guān)鍵，也是 Spark Analyzer 的核心。集成輸出場效應(yīng)晶體管允許軟件可編程電流限制，在大電流情況下關(guān)閉電源。

特性

電源

可調(diào)電源輸出：支持5V/9V/12V/15V/20V直流電壓（最大5A，20V時功率100W），兼容PPS（可編程電源）協(xié)議，最高21V。注：設(shè)備預(yù)裝支持PD協(xié)議的固件，如需啟用PPS功能，需加載專用版本固件：WebApp_PPS。

USB Type-C端口：支持電力傳輸與集成JTAG編程功能。

ON Semiconductor FUSB302MPX芯片：可編程USB Type-C控制器，支持USB PD通信協(xié)議。

ESD保護(hù)：D+/D-/CC1/CC2引腳配備靜電防護(hù)。

德州儀器TPS62175DQCT芯片：3.3V直流降壓轉(zhuǎn)換器，最大輸出電流0.5A。

電源輸出接口：3.5mm雙位接線端子。

I/O配置

通用輸入輸出（GPIO）：4個兼容I2C/UART/SPI協(xié)議的GPIO引腳。

電源引腳：1個5V直流輸出引腳，1個接地引腳。

微控制器

型號：ESP32-C3FH4，搭載40MHz晶振。

無線連接：支持802.11b/g/n

Wi-Fi及藍(lán)牙低功耗4.2（BLE）。

閃存容量：4MB。

接口

3x LED指示燈

電源狀態(tài)（Power On）

輸出使能（Output Enable）

可編程LED/調(diào)試指示燈

按鍵

復(fù)位鍵（Reset）

可編程按鍵/調(diào)試鍵

編程功能

集成JTAG控制器：支持通過USB-C內(nèi)置的ESP32-C3調(diào)試器進(jìn)行編程，兼容Arduino開發(fā)環(huán)境（需選擇ESP32-C3開發(fā)板）。

輸出

電流輸出：CC6904SO-10A電流傳感器。

電流檢測：霍爾效應(yīng)電流傳感器。

輸出使能控制：DMP3017SFG-7場效應(yīng)管。

移動端 APP

Spark Analyzer 移動應(yīng)用程序目前支持 Android（通過 RemoteXY 支持 iOS），是 Spark Analyzer 設(shè)備的完美伴侶。它通過以下主要功能簡化了對電力輸送的監(jiān)測和控制：

電壓選擇器： 使用用戶友好型選擇器，輕松選擇不同的電壓等級（5 VDC、9 VDC、15 VDC 或 20 VDC）。

輸出切換： 使用切換開關(guān)方便地打開或關(guān)閉電源輸出。

電流記錄： 將電流記錄保存為 .csv 文件。

電流限制：可設(shè)置軟件電流跳閘作為安全功能。

讀取時間顯示： 在手機(jī)上實時查看電流設(shè)定點、電流消耗和輸出啟用情況。

性能測試

Spark Analyzer 的設(shè)計核心是對可靠性和性能的承諾。為確保 Spark Analyzer 能夠滿足實際需求，我們對其進(jìn)行了使用條件測試。

最大電流測試：9V 時 3A

在9V電壓、3A電流的負(fù)載條件下，Spark Analyzer 展現(xiàn)了其強(qiáng)勁的電力傳輸能力，全程運行無任何異常。

最大電壓測試：20V 時 1.5A

即使在最大電壓輸出為 20V 且負(fù)載為 1.5A 的情況下，Spark Analyzer 仍能正常運行，證明了其多功能性和可靠性。

熱性能

安全和效率是最重要的。在這些測試條件下，我們拍攝了電路板的熱圖像，以確保所有元件都保持在安全溫度范圍內(nèi)。結(jié)果令人印象深刻：整個電路板保持低溫，溫度最高的元件是 ESP32 微控制器，僅達(dá)到 40°C 左右。

競品對比

原理圖 & PCB

License MIT

倉庫 & 下載

可以在Github中獲取開源倉庫：

https://github.com/tooyipjee/Spark-Analyzer

Baidu 下載：

注意：如果想第一時間收到 KiCad 內(nèi)容推送，請點擊下方的名片，按關(guān)注，再設(shè)為星標(biāo)。

常用合集匯總：

和 Dr Peter 一起學(xué) KiCad

KiCad 8 探秘合集

KiCad 使用經(jīng)驗分享

KiCad 設(shè)計項目（Made with KiCad）

常見問題與解決方法

KiCad 開發(fā)筆記

插件應(yīng)用

發(fā)布記錄

審核編輯 黃宇