Простое USB-зарядное устройство Doctor Unboxed

Недавно я купил небольшую гизмо под названием «USB Charger Doctor» из интернет-магазина. Устройство с питанием от маленького USB-устройства имеет сквозное USB-соединение для подключения порта источника USB и USB-устройства, а также 7-сегментный светодиодный дисплей, управляемый встроенным микроконтроллером для индикации напряжения и тока. Как обычно, у меня есть непреодолимый соблазн узнать, как работает это устройство, и только через 3 дня с момента его прибытия я попробовал операции на цепи!

Системный Обзор

USB-зарядное устройство Doctor имеет микроконтроллер OTP, датчики напряжения и тока и один 7-сегментный светодиодный дисплей. Внутренняя электроника питается от встроенного регулятора напряжения, который регулирует мощность шины USB до стабильного источника питания постоянного тока 2,5 В. Ниже приведена системная схема USB-зарядного устройства для быстрой справки: Почему OTP MCU? Поскольку разработчики ищут способы снизить стоимость встроенных систем без ущерба для доступности периферийных устройств или производительности системы, потенциальным решением для поиска является возможность использования одноразовых программируемых (OTP) микроконтроллеров (MCU) в своих проектах. Микропроцессоры на основе OTP часто обеспечивают те же периферийные устройства и функциональные возможности, что и на устройствах с флэш-памятью, но с меньшими затратами или могут превышать производительность и функциональность микроконтроллеров на основе флэш-памяти при одинаковой стоимости!

В устройстве используется разъем USB A-Male для подключения USB-порта и гнездо USB A-Female для подключения устройства USB. Три цифры 7-сегментного / 4-значного красного светодиодного дисплея показывают измеренное значение, а последняя цифра указывает вольт (U) или усилители (A). Эти показания напряжения и тока автоматически чередуются (между U и V) каждые 3 секунды или около того. 16-контактный MCU - повторно обозначенный как 00F015 - вероятно, HTTP серии HT (от Holtek). Текущий измерительный элемент (Isense) представляет собой шунтирующий резистор 0.05R / 2W, а 2-резисторная сеть (делитель напряжения) подключается как датчик напряжения (Vsense). Регулятор напряжения (Vreg) построен вокруг популярного 3-контактного регулируемого шунтирующего регулятора TL431.
 

Светодиодный дисплей представляет собой 12-контактный общий катодный 7-сегментный / 4-значный тип со следующими контактами:
Контакт 1: E, контакт 2: D, контакт 3: DP, контакт 4: C, контакт 5: G, контакт 6: d4
Контакт 7: B, контакт 8: d3, контакт 9: d2, контакт 10: F, контакт 11: A, контакт 12: d1
Где от A до G - сегменты, а от d1 до d4 - цифры (катоды) светодиодного дисплея. DP обозначает десятичную точку. Номер детали этого дисплея CL3641AH.

Вот примерная схематическая диаграмма врача-зарядного устройства usb, нарисованная мной. Напряжение, измеренное в разных точках, при питании от моего лабораторного источника питания (набрано до 5,0 В пост. Тока), также включено в чертеж в качестве готового счетчика для всех заинтересованных парней.

Все контакты, за исключением 3, 4, 5, 12 и 13 16-контактного MCU (U2), направляются в блок отображения светодиодов - выводы 1-го контакта B, выводы 2-го привода d3 и т. Д. Контакт 3 MCU подключен к цепь Vsense и контакт 4 подключены к цепи Isense. Контакт 5 - это заземление, а контакт 13 - VDD MCU. Обратите внимание, что выход из схемы Vreg также подключен к десятичной точке (контакт 3) светодиодного дисплея. Взгляните на схему MCU на DISPLAY, как показано в следующей таблице:

Очевидно, что в основе этой конструкции лежит микроконтроллер с низким напряжением (2,5 В или менее) со встроенным АЦП и встроенным генератором тактовых импульсов. Эта замечательная дизайнерская работа поражает меня, потому что я уже разработал / опубликовал множество цифровых вольтметров / амперметров на основе популярных микроконтроллеров 5v / 3.3v, таких как AVR и PIC, но никогда не пробовал OTP MCU, который работает на <2.5v, до даты! Через неделю после этой схемы я обнаружил еще одну схему врача-зарядного устройства для USB-накопителей, построенную вокруг Holtek OTP MCU HT46R064B (8-битный OTP MCU с расширенным A / D-типом), печатная плата и схема которой показана ниже. Здесь основное различие, которое я заметил, - в соединениях питания MCU; его контакт 12 подключен к шине питания + 2,5 В (VDD). Кроме того, всего 12 контактов MCU полностью зарезервированы для дисплея.

(обозначение выводов блока дисплея - CL3641AH)
 

Flash MCU хорошо знакомы нам, но как программировать MCU Holtek OTP? Это еще один вопрос! EWriterPro (от Holtek) может использоваться не только как инструмент программирования для всех OTP и Flash-устройств Holtek на стадии разработки, но также может использоваться для небольших и средних объемов производства. EWriterPro должен использоваться вместе с соответствующим eSocket в соответствии с типом пакета MCU, который должен быть запрограммирован. Устройства с одним и тем же типом пакета требуют только одного eSocket, что уменьшает проблему смены различных адаптеров для разных номеров деталей IC.

Примечание. Несмотря на то, что были предприняты все усилия для обеспечения точности содержания этой статьи, могут возникнуть некоторые ошибки. Если вы обнаружили какие-либо ошибки или у вас есть собственные выводы, сообщите об этом автору!
 

Автор: TK HAREENDRAN