PocketPD Je to skvelý malý nápad: a laboratórny zdroj napájania Napájaný cez USB-C a doslova vojdeteľný do vrecka, je navrhnutý tak, aby ste ho mohli vziať kamkoľvek bez toho, aby ste museli obetovať jemné doladenie napätia a prúdu. Začal ako open-source projekt po... dlhý proces iterácií, zdokonaľovanie hardvéru aj firmvéru s pomocou komunity s cieľom čo najlepšie využiť štandard USB Power Delivery a najmä do režimu PPS (Programovateľný zdroj napájania).
S modernou nabíjačkou alebo kompatibilnou powerbankou, tento „žiadateľ“ o moc Vyhovuje najlepšiemu možnému profilu a poskytuje plne nastaviteľný výstup s integrovanými ochranami a prehľadným rozhraním založeným na OLED obrazovke a fyzických ovládacích prvkoch. Žiadne zložité ozdoby: tlačidlá, enkodér a čítanie údajov v reálnom čase robiť to, čo potrebujete, bez rozptyľovania.
Čo je PocketPD a prečo je iné?
Kľúčom k PocketPD je, že na doske nemá žiadne prevodníky buck/boost: priamo využíva vyjednávanie PPS USB-C sa používa na vyžiadanie požadovaného napätia a prúdu z nabíjačky. To umožňuje ľahší a kompaktnejší dizajn s menšími stratami energie a menším zahrievaním, ideálny ako prenosný zdroj napájania alebo na laboratórne testovanie, keď potrebujete diagnostikovať problémy v teréne. Okrem toho, funguje ako tester profilov PD 3.0čo z neho robí dvojnásobne užitočný nástroj pre tých, ktorí pracujú s USB-C.
Jeho filozofia použitia je pragmatická: ak pripojíte modernú nabíjačku alebo batériu s PPS (mnohé od populárnych značiek ako Anker, Ugreen alebo Baseus (už to podporujú), zariadenie vám umožňuje vyžiadať si presné hodnoty napätia a prúdu. A ak PPS nie je k dispozícii, Firmvér sa načíta elegantne na štandardný 5V (PDO) profil a umožňuje vám upraviť profil dlhým stlačením tlačidla Volt/Amp, aby ste zachovali funkčnosť takmer v každej situácii.
Úloha PPS v rámci USB Power Delivery
režim Programovateľný zdroj napájania Bol predstavený s rozhraním USB PD 3.0 na jemné doladenie nabíjania batérie znížením strát pri konverzii. V praxi PPS umožňuje spotrebičovi vyžiadať si od zdroja presné napätie a prúdové obmedzenie, ktoré potrebuje. nastavenie hodnôt vo veľmi jemných krokochS PocketPD sa teda môžete správať ako skutočný bankový zdroj, ktorý jednoducho reguluje parametre bez pridania zbytočných konverzných krokov.
Dôležitá poznámka: skutočná kapacita závisí od každého článku v reťazci. Konečný výkon je obmedzený najslabšou zložkou.Napríklad, ak vaša nabíjačka dodáva 5 A, ale kábel je certifikovaný iba na 3 A, systém neprekročí 3 A. Podobne sa rozsah napätia PPS líši v závislosti od nabíjačky: Obvyklé hodnoty sú 3,3–11 V alebo 3,3–21 VA PocketPD sa prispôsobuje tomu, čo každý zdroj vyjednáva.
Výstupné rozsahy, režimy CV/CC a granularita nastavenia
S kompatibilným zdrojom napájania môžete nastaviť napätie od 3,3 V až po maximum povolené nabíjačkou (zvyčajne 20 – 21 V). 20 mV krokochúroveň ovládania typická pre laboratórne zdroje napájania. Pre prúd začína konfigurovateľný limit na 1 A a stúpa až do dostupného maxima PPS. 50 mA kroky, ideálne na ochranu citlivých prototypov alebo udržiavanie testov v bezpečných medziach.
V tomto projekte stojí za to zdôrazniť jednu konkrétnu vlastnosť režimu PPS: Obmedzenie prúdu pod 1 A nie je podporované v jednosmernom prúde pri práci v PPS. Ak potrebujete testovať veľmi nízke zaťaženia s jemnou reguláciou prúdu, budete musieť toto obmedzenie zohľadniť vo svojej testovacej metodike, aby ste sa vyhli prekvapeniam.
Kompatibilita s nabíjačkami, powerbankami a autobatériami
Všestrannosť PocketPD je zrejmá z jeho podávania: Podporuje USB-C vstupy s napätím od 3,3 do 21 V a prúdom až do 5 A.To otvára dvere k práci s nástennými nabíjačkami, powerbankami a autonabíjačkami. V terénnych situáciách nosenie powerbanky PPS v batohu rieši mnoho problémov bez závislosti od elektrickej siete a v dielni vám dobrá PD nabíjačka poskytne potrebný priestor pre náročnejšie testy.
Ak máte akékoľvek pochybnosti o kompatibilite, je najlepšie skontrolovať špecifikácie nabíjačky: ktorý spomína PD 3.0 (alebo novší) s PPSNabíjačky bez PPS budú naďalej fungovať s profilom 5V PDO, ale stratíte možnosť plynulej regulácie napätia. A nezabudnite: Používajte certifikované káble Pre intenzitu, ktorú potrebujete; je to klasický prípad, keď je kábel úzkym hrdlom systému a obmedzuje vás bez toho, aby ste si to uvedomovali.
Displej, ovládacie prvky a pamäť profilov
Rozhranie je vyriešené pomocou 0,96 ″ OLED displej Ponúka jasné zobrazenie napätia, prúdu a stavu a je vybavený fyzickými ovládacími prvkami (enkodér a tlačidlá) pre jednoduchú navigáciu v parametroch. Je jednoduchý na používanie, s okamžitou odozvou a bez zložitých ponúk, čo je veľkým plusom, keď meriate a nechcete strácať čas.
Praktický detail: zvolený profil (limit napätia a prúdu) Je uložený vo flash pamäti mikrokontroléra a po reštarte sa načíta. To znamená, že ho môžete vypnúť, znova zapnúť a pokračovať presne tam, kde ste prestali – čo je pri každodennom používaní cenenejšie, než by ste si mysleli.
Vnútorná architektúra a elektronika
Srdcom systému je Raspberry Pi RP2040 (Cortex-M0+) so 16 MB flash pamäte QSPI, zodpovednej za logiku, používateľské rozhranie a riadenie vyjednávania. Ako mozog protokolu USB PD sa používa procesor protokolu USB PD. Riadiaca jednotka kalu AP33772, ktorý spracováva dialóg so zavádzačom, aby presne a spoľahlivo doladil parametre PPS.
Pre vedenie napájania a merania dizajn integruje snímač prúdu a napätia integrovaný a 5 A (23 V max.) záťažový spínač typu „ideálna dióda“, ktorý znižuje poklesy napätia a zlepšuje účinnosť. Tento prístup v kombinácii s absenciou DC-DC meničov na doske, minimalizuje teplo a zjednodušuje cestu medzi zdrojom a testovaným obvodom.
Ochrany a bezpečnosť
Keďže ide o napájací zdroj použiteľný v prototypoch a citlivej elektronike, boli ochrany nevyhnutné. Na vstupe sú TVS/ESD na DC, USB 2.0 a VBUS na pokrytie špičiek a výbojov; a výstup, TVS/ESD na VOUT spolu s ochrana flyback diódou Pre indukčné záťaže, okrem ochrany pred skratmi, spätným prúdom a v zdokumentovaných verziách aj spätné napätie na koľajnici.
Celkovo je bezpečnostný systém navrhnutý tak, aby drobné chyby nenarušili vašu reláciu ani nepoškodili hardvér. Odporúčanie výrobcu je však jasné: Rešpektujte limity vašej nabíjačky, kábla a samotného zariadenia PocketPD.a pred pripojením citlivých záťaží vždy overte konfiguráciu.
Fyzický dizajn, montáž a rozptyl
Šasi a gombík enkodéra sú 3D tlačené Vyrobený z vysokoteplotného materiálu (PETG v zdokumentovaných verziách), funguje dobre v horúcom letnom počasí alebo v náročných testovacích laboratóriách. Dizajn uprednostňuje jednoduchosť a opraviteľnosť typickú pre svet výrobcov.
Jednou zaujímavou vlastnosťou je magnet integrovaný do zadnej strany: Používa sa na pripevnenie na kovové povrchy. (ako pokladničný bar v banke) a mimochodom, funguje ako pasívny chladičpomáha odvádzať teplo počas dlhšieho používania. Táto jednoduchá funkcia je veľmi užitočná v dielňach a laboratóriách, kde potrebujete mať zdroj energie ľahko dostupný a jasne viditeľný.
Výstupná konektivita a varianty
PocketPD je štandardne dodávaný s predspájkované banánové svorkypripravené na použitie so štandardnými nástrojmi. Ponúkané sú aj dva varianty: jeden s blokom odnímateľná skrutka pridaný a ďalší, ktorý obsahuje dva ďalšie nespájkované konektory, takže si môžete vybrať ten, ktorý vám vyhovuje: Anderson Powerpole PP15/45 o XT60Je to flexibilný spôsob, ako ho prispôsobiť vášmu ekosystému bez toho, aby ste boli nútení dodržiavať jeden štandard.
Upozorňujeme, že ako je uvedené, Všetky východy zdieľajú tú istú koľajnicu interné; to znamená, že nejde o nezávislé kanály. To je dôležité pri snahe vyhnúť sa simultánnym pripojeniam, ktoré by mohli spôsobiť nežiaducu spätnú väzbu alebo nehygienické zemné slučky.
Kľúčové špecifikácie
Pre tých, ktorí chcú prejsť rovno k veci, tu je technické zhrnutie najdôležitejších bodov. Pamätajte, že maximálne dohodnuteľné napätie Záleží to od vašej nabíjačky PPS a prúd je obmedzený najslabším prvkom v reťazci (nabíjačka/kábel):
- vstup: USB Type-C3,3–21 V až 5 A
- výstup: 3,3–20/21 V do 5 A (v závislosti od dostupného PPS)
- Spôsoby: CV (20 mV/krok) a CC (50 mA/krok, minimálne 1 A v PPS)
- Obrazovka: 0,96″ OLED
- MCU: RP2040 + 16 MB QSPI
- Protokol IC: AP33772 (PD drez)
- Ochrany: skrat, spätný prúd, TVS/ESDflyback; varianty zahŕňajú reverzné napätie
- rozmery: × × 86 55 21 mmhmotnosť: 63 g
Pokiaľ ide o prevádzkovú teplotu, v rôznych technických poznámkach sa uvádzajú dva rozsahy: 0–80 °C y 0–45 °CAk ho chcete namáhať blízko hornej hranice, oprite ho o magnet/chladič a sledujte okolie, aby ste zachovali primerané odstupy.
Skutočne otvorený zdroj: firmvér, hardvér a kryt
Softvérová časť je publikovaná pod Licencia MITkombináciou vlastných knižníc a zdrojov komunity tretích strán. Schéma a plošný spoj boli vyvinuté v KiCad 9.x a bude vydaný pod CC BY-SA 4.0Aj keď si môžete puzdro vytlačené 3D tlačou prispôsobiť podľa svojich predstáv. To znamená, Môžete študovať, upravovať a prispievať ako pre kód, tak aj pre elektroniku a mechaniku.
Ak sa chcete dozvedieť viac o PPS, v komunite nájdete odkazy na obsah z GreatScott! a ElectricArc240Tieto sú veľmi užitočné pre pochopenie základov a ich využitie vo vlastných projektoch. Repozitár obsahuje aj... Súbory a firmvér Gerber Ak máte radi domácich majstrov, môžete si jednotku postaviť sami.
Použitie v teréne a profesionálny profil
Tím stojaci za PocketPD pochádza zo sveta diaľkového prieskumu Zeme a terénnych prístrojov. Toto pozadie vysvetľuje konštrukčné rozhodnutia, ako napríklad volí fyzické ovládaniejasná čitateľnosť, zadný magnet a kompaktné telo, ktoré bez toho, aby sa chválilo, Funguje to, keď to potrebujete.Či už ste profesionál, študent inžinierstva alebo výrobca, je to všestranný nástroj, ktorý vám v batohu nezaberie veľa miesta.
Ďalšou výhodou je, že PocketPD funguje aj ako Tester profilu PDToto je užitočné na overenie nabíjačiek a káblov a na overenie toho, o čom v každom prípade rokujete. Táto funkcia duálneho napájania/testeru je obzvlášť praktická vo výučbových laboratóriách a súpravách na údržbu, kde je čas kľúčový a nechcete nosiť so sebou pol police vybavenia.
Výroba, kontrola kvality a materiály
Výrobu a montáž zabezpečuje ElektrinaŠpecialisti na agilné tlačové série urýchlili vývoj prostredníctvom viacerých iterácií. Každá jednotka prechádza test funkčnosti pred odchodom sa uistite, že z továrne dorazí v perfektnom stave, čo je v prípade napájacieho zdroja viditeľné už od prvého použitia.
Obaly sa snažili znížiť množstvo odpadu bez toho, aby obetovali ochranu. vyhýbanie sa nadmernej penePuzdro a gombík sú vytlačené 3D tlačou s vysokoteplotným filamentom, aby odolali teplému prostrediu a dlhým sedeniam, čo je praktické a udržateľné rozhodnutie v súlade s otvoreným duchom.
Logistika a dostupnosť
Po každej výrobnej dávke sú zásielky smerované cez partnera pre vybavovanie objednávok spoločnosti Crowd Supply, Elektronika Mouserpre globálnu distribúciu. Ak máte záujem sledovať najnovšie správy, tím oznámil vylepšená verzia a zdieľajte priebeh a aktualizácie prostredníctvom kanálov projektu, aby ste nič nezmeškali.
Zrelosť projektu, riziká a vývoj
Návrh prešiel niekoľkými kolami zaručujú robustnosť a spoľahlivosťZákladné funkcie sú už nejaký čas stabilné a aktualizácie firmvéru sa zameriavajú na vylepšenia kontroly a používateľskú skúsenosť. Pokiaľ ide o dodávky, existuje flexibilný kusovník, ktorý znižuje vplyv potenciálneho nedostatku zásob kľúčových komponentov.
Rovnako ako pri každom elektronickom produkte, Vždy existuje určité riziko.Boli tu však prijaté preventívne opatrenia a overenie prebiehalo úspešnou predvýrobnou prevádzkou. Na úrovni používateľa je najväčším skutočným „rizikom“ spárovanie s nekompatibilnou nabíjačkou/káblom; preto zdôrazňujeme: Vyberte si správny napájací zdroj a kábel aby si užil jeho plný potenciál.
PPS, PD a rýchle nabíjanie: objasnenie pojmov
V rámci zoo noriem zaťaženia sú najznámejšie PD a QC. USB napájanie Je to dáždnik, ktorý umožňuje vysoký výkon cez USB-C (až 100 W v klasických verziách) s preddefinovanými profilmi a od verzie PD 3.0 aj s režimom... PPS pre jemné doladenie. Namiesto toho Rýchle nabíjanie (Qualcomm) je patentovaná technológia rýchleho nabíjania mobilných telefónov; novšie verzie majú vylepšenú kompatibilitu s PD, ale ich zameranie nie je fungovať ako powerbanka.
Výhoda PPS oproti pevným profilom spočíva v znížiť straty a teplo tým, že si vyžiadate presne to, čo je potrebné v danom okamihu. Pre batérie to znamená menšie tepelné namáhanie a dlhšiu životnosť; pre nástroj ako PocketPD, znamená jemné ovládanie výšky tónu bez vkladania ďalších prevodníkov, ktoré komplikujú súpravu.
Tipy na kompatibilitu a vybavenie, ktoré podporuje PPS
Na trhu je čoraz viac nabíjačiek a powerbank s PPS. Okrem už spomínaných od značiek Anker, Ugreen alebo Baseus, niekoľko špičkových smartfónov (napríklad nedávne modely Samsung Galaxy) a moderné notebooky ho podporujú, čo pomáha výrobcom nabíjačiek zahrnúť tento režim do svojich zariadení. Napriek tomu Vždy si skontrolujte technické špecifikácie. aby ste sa uistili, že máte rozsah 3,3 – 11 V alebo 3,3 – 21 V, ktorý vás zaujíma, a potrebný prúd.
Ak pripojíte zdroj, ktorý nie je PPS, PocketPD prepne na 5V PDOMôžete pracovať s 5V záťažami a upravovať dostupné profily, ale stratíte kúzlo dynamického nastavenia napätia. Je to perfektne použiteľné pre 5V elektroniku, ale ak je vaším cieľom pravidelné medzi 3,3 a 20/21 V V krokoch po 20 mV budete určite potrebovať PPS.
Aby sa predišlo nedorozumeniam: GPD Pocket nie je PocketPD
Na webe nájdete odkazy na GPD PocketJe to 7-palcový mini notebook s Windowsom 10, procesorom Atom x7, 8 GB RAM, úložiskom eMMC, WiFi-AC a portami USB-A/C a microHDMI. Je to zaujímavé zariadenie z hľadiska veľkosti a dizajnu, ale Nesúvisí to s PocketPD Okrem názvu, ak hľadáte programovateľný USB-C napájací zdroj s PPS, zamerajte sa na PocketPD; ak chcete minipočítač, potom áno, GPD Pocket je iný príbeh.
Mimochodom, tento notebook vyniká svojou hliníkovou konštrukciou, dotykovou IPS obrazovkou s rozlíšením 1920 × 1200, batériou s kapacitou 7000 mAh a kompaktnou klávesnicou s trackpointom. Nemá to s tým nič spoločné s funkciami napájania, ochrán alebo vyjednávania PD, ktoré nás tu zaujímajú.
PocketPD kombinuje jemné riadenie napätia a prúdu pomocou PPS, komplexné ochrany, prehľadné rozhranie, flexibilné pripojenie a open-source prístup, ktorý podporuje učenie, modifikácie a zlepšovanie. S kompatibilnou nabíjačkou/káblom USB-C PD 3.0+, Nosíš bankovú fontánu vo vrecku Pripravení na laboratórium, vyučovanie alebo prácu v teréne, s pokojom v duši vďaka starostlivej výrobe a komunite, ktorá projekt posúva vpred.
