ESP32-Tester

Caution

Если у вас возникают ошибки или другие трудности, советуем следить за обновлениями, а также писать об этом нам, так как проект находится в активной разработке.

Советуем прочитать инструкцию по установке и настройке для прошивки тестера, а также документацию программы для пк

ESP32-Tester - это DIY вариант USB тестеров от различных производителей, сделанный на основе ESP32-S3N16R8. Я реализовал много разных функций от простого измерения напряжения, тока, подсчета ватт (V, A, W) - до просмотра протоколов которые может выдать ваш блок питания, измерения сопротивления кабеля и прочего. Проект все еще находится в разработке и прошивка с каждым днем расширяется как и его возможности.

Содержание

• Что такое USB Tester?
• Компоненты
  • Дисплей
  • INA3221 (АЦП)
  • MPU-9250 (акселерометр, гироскоп, компас)
  • ESP32-S3N16R8
• Интерфейс
  • Главное меню
  • NGR меню
  • Графики
  • Application
• Fast Charge
  • Warning
  • Detection
  • Fast Charge (Trigger)
• Statistics
  • NGR Statistics
  • Battery CAP
  • Offline Recording
• Toolbox
  • Countdown
• Setting
  • General
  • System

Что такое USB Tester?

USB Tester – это устройство для измерения параметров USB-портов и кабелей, таких как напряжение, ток и мощность, а также для тестирования функциональности USB-устройств. Оно полезно как для обычных пользователей, так и для профессионалов.

USB Tester может быть компактным прибором с дисплеем, показывающим основные значения, поступающие через USB-порт. Более продвинутые модели также предоставляют информацию о протоколах зарядки (например, Apple, Qualcomm Quick Charge).

Основная функция USB Tester'а – проверка работоспособности USB-портов и оценка качества зарядки различных устройств, а также соответствие стандартам USB.

Компоненты

Дисплей

В своем проекты я использовал комопненты доступные на площадке AliExpress также покупал в местных магазинах. Первое что мы сможем увидеть в тестере это сам дисплей, я выбрал IPS 2 inch (240*320), он имеет хорошую цветопередачу, плотность пикселей и технологию IPS, что дает хорошие углы обзора по сравнению с TFT, таким образом он отлично подходит для этого проекта.

INA3221 (АЦП)

Следущее что мы можем увидеть после включения устройства это основные данные: V, A, W, для этой цели я преобрел АЦП INA3221. Это цифровой трехканальный датчик тока и напряжения с шиной I2C, нам будут нужны несколько каналов так как имеются 2 входных (USB-A, USB Type-C) и 2 выходных (USB-A, USB Type-C). Также он удобен тем что имеет множество индикаторов для определения ошибок в работе, что вполне можно добавить в свой проект:

• LED1 — индикатор наличия питания.
• LED2 — питание находится в запрограммированном диапазоне (0 — 26 вольт)
• LED3 — критическая проблема такой как неверная полярность или короткое замыкание (канал CRI)
• LED4 — ошибка измерения (Канал WAR)
• LED5 — обрыв линии питания одного из трех выводов (Канал ТС).

Подробнее можете ознакомиться на различных сайтах, а мы продолжим.

MPU-9250 (акселерометр, гироскоп, компас)

У тестера есть функция поворота дисплея при наклоне (аналогичное есть в вашем смартфоне), для такого используется MPU-9250 - это 9-ти осевое устройство (3-х осевой акселерометр, 3-х осевой гироскоп, 3-х осевой компас магнитометр). Как видим есть запас в виде компаса (поэтому если 9250 у вас стоит дорого, берите MPU6500), но пока не нашел ему применение в данном устройстве, в свою же очередь гироскоп и акселерометр используются для функции поворота дисплея.

ESP32-S3N16R8

Далее идут различные порты, кнопки, обвязка и сама плата МК - это ESP32-S3N16R8. Она имеет 16Мб постоянной памяти (PSRAM), 8Мб оперативной (RAM). Этого с избытком хватает для такого проекта, но не обязательно брать версию с 8Мб RAM - вы ее не сможете полностью забить.

Интерфейс

Главное меню

Перейдем к интерфейсу самого тестера, при запуске нас встречает главное меню с основными показаниями, температурой самого устройства (данные берутся с встроенного температурного датчика ESP32) и индикатор stop/start, ниже прописаны дейсвия для кнопок на этом меню:

• Нажатие (средняя кнопка) - stop/start показаний (для просмотра данных если требуется)
• Нажатие (правая кнопка) - переход на следущее меню

NGR меню

Здесь имеется отображение основных данных (V, A, W) но уже добавляется показ данных на DATA контактах (D+, D-), небольшая область для показа данных с определенной ячейки, показ до 3-х возможных протоколов зарядки для общей информации, работает ли триггер (NONE/QC2.0...), запись данных:

• Вкл - ONLINE
• Выкл - OFFLINE (шкала показывает оставщуюся память устройства, точнее области которая для этого выделена в памяти) и лимит времени. Также из мелкого интерфейса имеется стрелка для показа направления в какой порт подключено и шкала которая заполняется в зависимости от данных.

Графики

Следущее третье меню это меню графиков, их тут 3 вида:

• График V/A - (напряжение, ток)
• График D+/D- - (плюс и минус DATA контактов)
• График CC1/CC2 - (CC1 и CC2).

На каждом из них можно сделать паузу аналогично главному меню. Тестер сам подбирает диапазон отображения чтобы было видно кривую и не выходило за границы.

Important

Стоит также отметить что в графике CC1/CC2, если у вас не подключено устройство по USB-C или вход подключен к USB-A тестер вам об этом сообщит и пропустит этот график из-за отсутствия таких контактов, пример показан ниже:

Application

Последнее дочерное меню это - меню приложений или Application, здесь в прямоугольниках идут разветвления на другие подменю.

Также внизу показывается время работы устройства, что может быть полезным в некоторых случаях. По поводу управления:

• нажатие (кнопка вперед) - выбор подкатегорий (выбранная отмечается синим).
• нажатие (кнопка назад) - переход на предыдущее меню.
• нажатие (средняя кнопка) - сделает переход в выбранную подкатегорию.

Fast Charge

Warning

При заходе в подкатегорию Fast Charge нас встречает предупреждение, ниже 3 кнопки на выбор:

• READY - переход в триггеры быстрой зарядки (Samsung AfS, QC2.0, 3.0 и прочее).
• AUTO - переход в сканирование вашего блока питания на наличие протоколов зарядки.
• CANCEL - выход из подкатегории.

Detection

Разберем случай нажатия на пукт AUTO, вверху написана версия детектирования, статус - Testig или Finish, далее ниже по очереди тестрируется каждый протокол на наличие его в БП, методом вызова (триггер).

Note

Подробнее о протоколах и их работе с Arduino совместимыми платами можно по ссылкам ниже:

Что такое быстрая зарядка -> Интеграция QC2.0 в Arduino

Fast Charge (Trigger)

В этом меню нам доступно 6 триггеров (список расширяется с обновлениями) и автодетект протоколов. Были добавлены анимации перемещения и скроллбар для удобства. По навигации:

• нажатие (кнопка вперед) - выбор одного из триггеров (выбранное отмечается синим).
• нажатие (кнопка назад) - переход на предыдущее меню.
• нажатие (средняя кнопка) - сделает переход в меню выбранного триггера.

Statistics

Здесь доступно 3 подменю:

• Список со статистикой ячеек
• Измерение емкости батареи
• Запись кривых граифика Навигация такая же как и для других меню, не вижу смысла это обьяснять.

NGR Statistics

Battery CAP

Это меню измерения емкости батарей и прочего, в самом вверху есть индикатор ON/OFF который показывает включена ли запись данных о емкости в ячейку.

Ниже показано номер ячейку куда будет идти запись, время записи, емкость в Ah и Wh, также напряжение и предположительное КПД батареи. Красным показаны Ah только пересчитаны с выбранными вами напряжением и КПД.

Caution

Сохранение идет только после остановки записи удержанием, поэтому если вы выключите устройство до остановки данные не будут сохранены. Если делать сохранение через какое то время 0.5-1s, память проживет гораздо меньше из-за более частого количества записей.

Что касается навигации, она чуть отличается и более запутанная:

• удержание 0.5s (средняя кнопка) - ON/OFF записи данных в выбранную ячейку.
• нажатие (кнопка назад) - переход на предыдущее меню.
• нажатие (кнопка вперед) - если нажать кнопку вперед, подсветится синим прямоугольником один из параметров (номер ячейки, напряжения, КПД) и дальше мы сможем выбирать по очереди любой. Для подтверждения нажмите среднюю кнопку.
  • нажатие (кнопка вперед) - если после нажатия средней кнопки для подтверждения, нажать кнопку вперед, мы сможем увеличивать напряжение (шаг 0.1V), номер ячейки или КПД (шаг 1%).
  • нажатие (кнопка назад) - если после нажатия средней кнопки для подтверждения, нажать кнопку назад, мы сможем уменьшать напряжение (шаг 0.1V), номер ячейки или КПД (шаг 1%).

Offline Recording

Toolbox

В этой подкатегории есть много различных функций такие как измерение сопротивления кабеля, генератор сигналов, осциллограф и другие. Некоторые на этапе разработки.

Countdown

Setting

General

System