构建一款可堆叠在M5Stack Basic上的“USB PD分析仪”

我将介绍一款专为与M5Stack Basic堆叠而设计的扩展板，该扩展板搭载了WCH(南京清恒微电子)的“CH224A”芯片，支持PPS(可编程电源)技术，用于持续调节USB PD电压。同时，基于此扩展板构建了一款“USB PD分析仪”。

M5Stack-CH224x-PPS

一款用于通过 I2C 控制 M5Stack(兼容 M5Unified)上 CH224A/CH224Q USB PD 控制器的 Arduino 库及示例代码集，支持 USB PD PPS/AVS 模式电压调节。

功能特点

•固定电压模式：可选择 5V、9V、12V、15V、20V 或 28V 固定电压

•PPS 模式：在 5.0V 至 21.0V 范围内以 0.1V 步长调节电压

•AVS 模式：可变电压设置(16 位精度)

•电源能力分析：详细显示 SRCCAP/EPR_SRCCAP 消息

•PDO 类型识别：自动检测固定电源、电池供电、可变电源或 PPS 供电

•CH224A 库：可重复使用的库类(src/CH224A.h)

项目结构

硬件要求

所需组件

•M5Stack(兼容M5Unified的设备：Core Basic、Core2、CoreS3等)

•CH224A/CH224Q USB PD控制器(ESSOP10/DFN10封装)

•USB Type-C接口

•1μF陶瓷电容(连接VHV-GND之间)

引脚连接

系统示意图

CH224A芯片作为核心USB PD PPS控制器，通过I2C接口与M5Stack进行通信。

系统通过结合ACS712xLCTR-05B(Allegro MicroSystems)电流传感器和AO4407功率MOSFET(Alpha & Omega)开关管，来控制VBUS输出电压。

此外，利用HT2307A降压DC-DC转换器(HTCSEMI)从VBUS电压中提取5V电源，并直接连接至M5Stack Basic内部M-BUS接口的+5V引脚。这样，设备只需连接USB充电器即可运行，无需依赖M5Stack的标准接口或内置电池。

PDO(供电能力)解码

PD固定电压控制

PD PPS控制

本文编译自hackster.io