Здоровое питание для стенда. Концепция открытого источника питания для тестирования электроники

Как гарантировать, что тысячи устройств будут работать безупречно как в лабе, так и у конечного пользователя? Конечно, с помощью тестов на всех этапах. И вот здесь критично важный элемент — стабильное и предсказуемое питание тестируемого устройства (DUT). Чем запитать DUT? С одной стороны — дешевый китаец (проблемно непредсказуемый или предсказуемо проблемный), с другой — лабораторный монстр (пугающе дорогой, 90% наворотов — мусор). Мы устали делать этот выбор, и решили сделать свой источник: надёжный с первой до последней секунды теста, компактный, умный и послушный.

Вот что мы придумали

Компактный блок импульсного источника питания для стендов с питанием от USB-C, открытой Python библиотекой. Open source hardware & software.

• USB Host — управляющее устройство(ПК, одноплатный компьютер, ноутбук…),

• DUT — нагрузка,

• Type C Adapter — любой источник питания USB-C, например, от сети, powerbank, ноутбук, телефон.

• Всеми частями блока управляет MCU. Это даёт возможность не только управлять источником с ПК, но и загрузить предварительные настройки по заранее заданному алгоритму, связать питание с внешними событиями

• PLD connector — универсальный разъём, на который выведено входное и выходное питания, управление USB, интерфейсы микроконтроллера и логическое питание.

Конечно, это источник специализированный, и заменить лабораторные источники мы не собираемся. Давайте подробнее поговорим о вариантах применения.

В тестовом стенде

Что требуется от источника в составе стенда? На тестируемый блок надо подать внешнее питание, проверить что устройство потребляет нужный ток во всём диапазоне входного напряжения. Отключить питание при превышении тока. Работать безотказно, много раз в день повторяя циклы испытаний. В стендах нет человека, который может покрутить ручки и нажимать кнопки. Любоваться на дисплей тоже некому. Даже наоборот — наличие органов управления может приводить к нежелательным воздействиям со стороны неавторизованных лиц (например, оператора стенда на удалённом производстве). Вот пара вариантов использования в составе стенда:

• Блок устанавливается внутрь оснастки, на задней панели доступны разъёмы питания и управления

• Питание для DUT проходит через board-to-board разъём, по кросс-плате или проводами внутри стенда

• Можно подключить несколько блоков для получения разных напряжений

  

• Можно разместить управляющий ПК внутри стенда, USB управления доступен и на универсальном разъёме

  

На столе

Часто и на столе у разработчиков обычные лабораторные источники питания излишни. Один раз выставив напряжение и ток (открываем консоль, Jupiter notebook, или даже SmuView), мы забываем про его существование, а источник стоит рядом и никто не смотрит на него. Для такого сценария одной кнопки и пары индикаторов достаточно. Никого же не смущает, что логический анализатор не имеет экрана?

• Блок лежит на столе

• Питание для DUT проходит через banana разъём и провода

• Настройка происходит с ПК

• Питание можно подать/снять, нажав на кнопку на корпусе

• Статус питания и режим — на светодиодных индикаторах

Как вариант — разрабатывается модуль расширения с экраном и крутилками.

Характеристики

Электрические параметры

Измерения

Защиты

Управление

• USB type B

• SCPI

• кастомные интерфейсы и алгоритмы (модификация прошивки контроллера)

Конструкция

• Пассивный радиатор как часть корпуса

• Отверстия с резьбой для крепления прибора на всех боковых гранях

Разъёмы

• Вход питания — USB‑C

• Выход питания

  • Banana 4mm

• Вход управления — USB-B

• Универсальный разъём PLD

  • Входное питание

  • Выходное питание

  • USB управление

  • ноги MCU с защитами для расширения функционала

• Индикация, органы управления

  • Светодиоды состояния входа, выхода, защит

  • Экрана нет, кнопка — есть!

План

Сейчас мы собираем обратную связь от всех заинтересованных, затем источник будет разработан, протестирован, и запущен в crowdfunding(CrowdSupply). Если вам интересна судьба проекта — пишите в комменты, будем на связи!

Глобальная идея — сделать серию компактных инструментов для тестирования. Программатор, коммутатор, логический анализатор, DAQ… При разработке стендов мы будем брать с полки готовые приборы без необходимости доработки, написания драйверов. Просто вставил — и работает, без сюрпризов. Новый сегмент приборов, доступных, открытых, готовых к тестам круглые сутки.