Made with KiCad（123）：Spark AnalyzerPD 分析仪/电源

“ 一款基于 ESP32 的多功能、支持 Wi-Fi 和 BLE 的 USB-C PD 分析仪及电源。 ”

Made with KiCad 系列将支持新的展示方式。直接将以下链接复制到浏览器中(或点击“阅读原文”)： https://www.eda.cn/ecadViewer/viewerPage?xmlId=47f95dd8-80e7-4bc1-8c55-22763e917b52&fileZip=%2Fdata%2Fdesign%2Fdemo%2F47f95dd8-80e7-4bc1-8c55-22763e917b52.zip 即可动态查看设计的原理图、PCB、3D 及 BOM，查询设计中器件、走线、焊盘的属性详情。还可以在原理图中与AI小助手互动，帮您更高效地学习设计细节： 概览

Spark Analyzer 是一款基于 ESP32 的多功能设备，专为提升项目开发与调试效率而设计。该设备全面兼容 USB-C Power Delivery 协议（UCPD），并通过可编程电源（PPS）功能实现精准的电力管控。其紧凑型设计支持直列式集成，可无缝接入现有系统进行电力监控。配备 WiFi 和 蓝牙低功耗（BLE）无线连接功能，开发者可通过直观的智能手机界面或自定义应用程序远程调节电压参数、记录运行数据并进行功耗分析。

Spark Analyzer 配备了 WiFi 和 BLE，可提供无线连接，使开发人员能够通过用户友好型界面远程监控和调整电压水平、记录数据并分析功耗。这种设计将便利性和效率放在首位，无需物理按钮，支持远距离操作。

框图

功能

配置 USB  PD：当 Spark Analyzer 连接到支持 PD 的 USB 端口时，您可以将输出电压配置为 5V、9V、15V 或 20V。

配置 USB 可编程电源 PPS：当 Spark 分析仪连接到支持可编程电源（PPS）的 USB 端口时，您可以在 3.3V 至 21V 之间配置输出电压，步长为 20 mV。您还可以将电流限制在 3A 以下，步长为 50mA。

功率分析： Spark Analyzer 配有电流传感器。这样就可以精确测量电流，对了解项目中的用电情况至关重要。

无线控制： 利用 Spark Analyzer 的无线功能进一步改进您的开发过程。通过 WiFi 和 BLE，该工具可实现远程控制和数据记录。用户可以远距离调整设置和监控数据，从而获得更灵活的开发体验。

开源和可编程： 作为一款开源设备，Spark Analyzer 具有无与伦比的多功能性。它完全可编程，使您能够根据具体应用定制其功能。这种定制扩展到软件和硬件，为创造性和高效的项目开发提供了无限可能。

设计紧凑： Spark Analyzer 设计方便，外形小巧时尚，可无缝集成到现有设置中。它与 USB PD 电源的兼容性和在线集成能力最大程度地减少了对额外设备或大量重新设计的需求，使其成为任何开发环境中的多功能和用户友好型补充。

7. 安全： 安全是用电工作的关键，也是 Spark Analyzer 的核心。集成输出场效应晶体管允许软件可编程电流限制，在大电流情况下关闭电源。

特性

电源

可调电源输出：支持5V/9V/12V/15V/20V直流电压（最大5A，20V时功率100W），兼容PPS（可编程电源）协议，最高21V。注：设备预装支持PD协议的固件，如需启用PPS功能，需加载专用版本固件：WebApp_PPS。

USB Type-C端口：支持电力传输与集成JTAG编程功能。

ON Semiconductor FUSB302MPX芯片：可编程USB Type-C控制器，支持USB PD通信协议。

ESD保护：D+/D-/CC1/CC2引脚配备静电防护。

德州仪器TPS62175DQCT芯片：3.3V直流降压转换器，最大输出电流0.5A。

电源输出接口：3.5mm双位接线端子。

I/O配置

通用输入输出（GPIO）：4个兼容I2C/UART/SPI协议的GPIO引脚。

电源引脚：1个5V直流输出引脚，1个接地引脚。

微控制器

型号：ESP32-C3FH4，搭载40MHz晶振。

无线连接：支持802.11b/g/n 

Wi-Fi及蓝牙低功耗4.2（BLE）。

闪存容量：4MB。

接口

3x LED指示灯

电源状态（Power On）

输出使能（Output Enable）

可编程LED/调试指示灯

按键

复位键（Reset）

可编程按键/调试键

编程功能

集成JTAG控制器：支持通过USB-C内置的ESP32-C3调试器进行编程，兼容Arduino开发环境（需选择ESP32-C3开发板）。

输出

电流输出：CC6904SO-10A电流传感器。

电流检测：霍尔效应电流传感器。

输出使能控制：DMP3017SFG-7场效应管。

移动端 APP

Spark Analyzer 移动应用程序目前支持 Android（通过 RemoteXY 支持 iOS），是 Spark Analyzer 设备的完美伴侣。它通过以下主要功能简化了对电力输送的监测和控制：

电压选择器： 使用用户友好型选择器，轻松选择不同的电压等级（5 VDC、9 VDC、15 VDC 或 20 VDC）。

输出切换： 使用切换开关方便地打开或关闭电源输出。

电流记录： 将电流记录保存为 .csv 文件。

电流限制：可设置软件电流跳闸作为安全功能。

读取时间显示： 在手机上实时查看电流设定点、电流消耗和输出启用情况。

性能测试

Spark Analyzer 的设计核心是对可靠性和性能的承诺。为确保 Spark Analyzer 能够满足实际需求，我们对其进行了使用条件测试。

最大电流测试：9V 时 3A

在9V电压、3A电流的负载条件下，Spark Analyzer 展现了其强劲的电力传输能力，全程运行无任何异常。

最大电压测试：20V 时 1.5A

即使在最大电压输出为 20V 且负载为 1.5A 的情况下，Spark Analyzer 仍能正常运行，证明了其多功能性和可靠性。

热性能

安全和效率是最重要的。在这些测试条件下，我们拍摄了电路板的热图像，以确保所有元件都保持在安全温度范围内。结果令人印象深刻：整个电路板保持低温，温度最高的元件是 ESP32 微控制器，仅达到 40°C 左右。

竞品对比

原理图 & PCB

License MIT

仓库 & 下载

可以在Github中获取开源仓库：

https://github.com/tooyipjee/Spark-Analyzer

Baidu 下载：

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审核编辑 黄宇