作者：Stefan Wagner


原工程：https://oshwlab.com/wagiminator/attiny85-phone-charge-guard

概述

基于 ATtiny25/45/85 和 INA219 的简单 USB 电源测试仪。该器件测量电压、电流、功率、能量、容量，并在OLED屏幕上显示值。您可以通过按SET按钮在不同屏幕之间切换。

• 项目视频（YouTube）：https://youtu.be/QKx8Vn_IfjU
• 固件 （Github）： https://github.com/wagiminator/ATtiny85-USB-Tester

硬件

USB 连接器

该设备配有用于输入的USB-A插头和用于输出的USB-A插座，因此可以在电源和消费者之间插入。D+和D-通过，以便消费者可以协商充电协议。

电压和电流测量

INA219 用于测量电压和电流。INA219是一款分流和功率监控器，具有I²C兼容接口。该器件可监控并联压降和总线电源电压，并具有可编程的转换时间和滤波功能。可编程校准值与内部乘法器相结合，可实现电流的直接读出（以安培为单位）。所选的 8mΩ 分流电阻既能对电路产生非常小的影响，又能实现分辨率为 1mA 的测量。为了获得准确的测量，应选择具有低容差（1%或更高）的分流电阻。

用户界面

用户界面采用两个按钮和一个 128x64 像素的 OLED 显示屏。ATtiny24/45/85微控制器处理用户界面以及值的计算和显示。

软件

基本原理

INA219连续测量电流和电压，并通过I²C将值传输到ATtiny。由此，ATtiny计算其他值并将其显示在OLED屏幕上。

I²C OLED实现

I²C协议的实现基于粗略的位移方法。它是专门为ATtiny10和ATtiny13的有限资源而设计的，但它也可以与其他一些AVR（包括ATtiny25/ 45 / 85）一起使用。OLED的功能适用于SSD1306 OLED模块，但可以轻松修改以用于其他模块。为了节省资源，仅实现此应用程序所需的基本功能。有关I²C OLED实现的工作原理的详细信息，请访问TinyOLEDdemo。

时间和容量测定的准确性

ATtiny的内部振荡器用于确定能量和容量。内部振荡器的精度在出厂校准时为+/-10%。这可以通过手动校准提高到+/-2%或更好。以这种方式确定的校准值可以在源代码中设置。

编译和上传

由于电路板上没有 ICSP 接头，因此在使用 SOP 适配器进行焊接之前，或使用 EEPROM 夹进行焊接后，必须对 ATtiny 进行编程。AVR 编程器适配器可以对此有所帮助。

如果使用 Arduino IDE

• 确保您已安装 ATtinyCore。
• 转到 Tools -> Board -> ATtinyCore，然后选择 ATtiny25/45/85（无引导加载程序）。。
• 转到**“工具”**，然后选择以下主板选项：
  • **芯片：**ATtiny25 或 45 或 85（取决于您的芯片）
  • **时钟：**1兆赫（内部）
  • **B.O.D.级别：**B.O.D. 使能 （2.7V）
  • 将其余部分保留为默认设置
• 将您的编程器连接到您的PC和ATtiny。
• 转到**“工具”->程序员**“，然后选择您的 ISP 程序员（例如 USBasp）。
• 转到工具 ->刻录引导加载程序以刻录保险丝。
• 打开草图USB_Tester，然后单击上传。

如果使用预编译的十六进制文件

• 确保您已安装 avrdude。
• 将您的编程器连接到您的PC和ATtiny。
• 打开终端。
• 导航到包含十六进制文件的文件夹。
• 执行以下命令（如有必要，请将“usbasp”替换为您使用的程序员）：

avrdude -c usbasp -p t85 -U lfuse:w:0x62:m -U hfuse:w:0xd5:m -U efuse:w:0xff:m -U flash:w:usb_tester.hex

如果使用生成文件（Linux/Mac）

• 确保您已经安装了 avr-gcc 工具链和 avrdude。
• 将您的编程器连接到您的PC和ATtiny。
• 如果您没有使用ATtiny85，请打开makefile并更改芯片，如果您没有使用usbasp，请更改编程器。
• 打开终端。
• 导航到包含 makefile 和 Arduino 草图的文件夹。
• 运行“进行安装”以编译，烧毁保险丝并上传固件。

操作说明

1. 在电源和消费者之间连接设备。
2. 使用“设置”按钮在不同屏幕之间切换。
3. 使用“重置”按钮重置所有值。

特性

参数	价值
电压	3V - 12V
当前	最大 5A
电压测量分辨率	4毫伏
电流测量分辨率	1毫安

参考文献、链接和注释

1. 瑞银-C版
2. ATtiny25/45/85 数据表
3. INA219 数据表
4. SSD1306 数据手册

许可证

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