پایش ولتاژ بدون مولتی‌متر؛ ابزار open source برای پروتکل‌های فست شارژ

به گفته hackster

رمزگشایی USB PD با LEDهای رنگ‌کدگذاری‌شده

USB VSense یک ابزار متن‌باز است که با تکیه بر LEDهای رنگ‌کدگذاری‌شده (color-coded LEDs) شارژ USB PD را پایش می‌کند تا مطمئن شوید دستگاه‌ها دقیقاً ولتاژ امن و صحیح را دریافت می‌کنند.

فناوری‌های دقیق USB VSense

استاندارد تحویل توان USB (USB Power Delivery یا USB PD) پورت‌های USB را به یک هیولای شارژ سریع با توان تحویل تا 240W تبدیل کرده است. این توانمندی USB PD را به‌سرعت به استانداردی همه‌منظوره برای شارژ از گوشی‌های هوشمند تا لپ‌تاپ‌های قدرتمند بدل می‌کند. روی کاغذ عالی است، اما در عمل، منابع تغذیه USB PD همیشه آن‌چیزی که باید باشند نیستند.

یکی از ویژگی‌های خوش‌ساخت این استاندارد این است که شارژر و دستگاه به‌طور شفاف با هم مذاکره می‌کنند تا بهترین ولتاژ عملیاتی تعیین شود. بااین‌حال، برخی منابع تغذیه ولتاژ صحیح را با دستگاه مذاکره نمی‌کنند یا رایج‌تر، مقدار درست را پیدا می‌کنند اما در تحویل ولتاژ توافق‌شده کوتاهی می‌کنند.

نتیجهٔ این وضعیت می‌تواند هم شارژ آهسته باشد و هم در بدترین حالت آسیب به دستگاه در حال شارژ. با وجود این مسئله، Meticulous Technologies یک ابزار پایش به‌نام USB VSense ساخته است. این قطعه بین شارژر و دستگاه قرار می‌گیرد و یک نمایش ساده و قابل‌فهم از ولتاژ مذاکره‌شده ارائه می‌دهد. همچنین نشانگرهایی دارد که به شما می‌گویند آیا همان ولتاژ با وفاداری تأمین می‌شود یا انحراف معناداری رخ داده است.

به‌جای نمایشگر عددی یا یک اپلیکیشن همراه، USB VSense از آرایه‌ای ساده و کارآمد از LEDهای رنگ‌کدگذاری‌شده استفاده می‌کند. هر LED متناظر با یکی از ولتاژهای ثابت USB PD است؛ از 5V استاندارد تا 48V در حالت بازه توان توسعه‌یافته (Extended Power Range یا EPR). الگوهای چشمک‌زدن ظریف نشان می‌دهند آیا ولتاژ اندازه‌گیری‌شده در محدودهٔ 5% یا 10% از مقدار موردانتظار است؛ بنابراین تشخیص شرایط کم‌ولتاژ یا بیش‌ولتاژ با یک نگاه ممکن می‌شود.

مصرف دستگاه در کارکرد عادی کمتر از 6mA است؛ بنابراین می‌توان آن را بدون اثر منفی بر کارایی، همیشه به یک هاب یا شارژر متصل نگه داشت. این ویژگی آن را به یک سیستم هشدار زودهنگام هم تبدیل می‌کند: اگر یک هاب یا منبع تغذیه بیش‌بار یا ناپایدار شود، LEDها بلافاصله تغییر وضعیت را نشان می‌دهند. پشتیبانی از ولتاژ ورودی تا 55V نیز به کاربر امکان می‌دهد پیش از اتصال سخت‌افزارهای گران‌قیمت، منابع USB PD بالقوه خطرناک را ایمن وارسی کند.

USB VSense به‌صورت inline نصب می‌شود

ساختار مکانیکی فشرده با بردهای چاپی روی‌هم‌قرارگرفته (stacked-PCB) نتیجه‌اش ابزاری مقاوم است که فقط 56mm طول دارد و به جز خود بردها، به محفظهٔ اضافی نیاز ندارد. این طراحی «ابزارمحور» باعث می‌شود بتوانید USB VSense را هم روی میز آزمایش و هم در کیف ابزار روزمره همراه داشته باشید.

ماهیت open source USB VSense برای توسعه‌دهندگان و هکرهای سخت‌افزار جذاب است. هم طراحی سخت‌افزار و هم میان‌افزار (firmware) در دسترس خواهند بود تا بتوانید آستانه‌های ولتاژ، رفتار LEDها، یا حتی کاربری دستگاه را برای آزمایش‌های دیگر مرتبط با توان USB تغییر دهید. USB VSense با قیمت $65 عرضه می‌شود. اگر قصد تهیهٔ آن را دارید، جزئیات کامل در Crowd Supply منتشر شده است.