ZigBee выключатель USB нагрузки

Очередной раз столкнувшись с потребностью переделки "глупого" светильника в его "умную" версию, подумал - а почему бы не сделать какой нибудь универсальный девайс, с помощью которого можно будет управлять питанием абсолютно любых USB устройств без необходимости их конструктивного изменения. Спустя пару вечеров разработки электрической схемы и отрисовки печатной платы, на свет появился следующий проект.

Идея была предельно проста - с помощью сигнала, инициируемого чипом E18-MS1-PCB, управлять MOSFET транзистором или специально для этого предназначенной микросхемой. В последнем случае в качестве бонуса мы получаем еще защиту от короткого замыкания, перегрева и перегрузки. К плюсам же первого варианта можно отнести невысокую стоимость.

Печатная плата проектировалась под корпус AK-N-12. Как уже было сказано ранее, на ней я предусмотрел места установки для транзисторной сборки AOP605 и микросхемы USB переключателя MAX1562/MIC2545A (выбрать нужно что-то одно).

Отдельно стоит уточнить про резистор ISET (R3), с помощью которого задается максимальный ток, при достижении которого срабатывает защита. Значения можно посмотреть в даташитах или воспользоваться нижеприведенной таблицей (для MAX1562):

Если же вы решили использовать микросхему MIC2545A, то данный резистор рассчитывается по следующей формуле:

где ток указывается в амперах (от 0.5A до 3A), а сопротивление в омах (76.8Ω < RSET < 459Ω). Так, например, для тока в 2.5А необходим резистор на 91 Ом (вычисляем значение 230 / 2,5 = 92 и подбираем ближайший существующий номинал).

Список деталей для покупки:

• LM1117 3.3V: https://aliexpress.ru/item/4001158893261.html
• Танталовые конденсаторы: https://aliexpress.ru/item/4001241518347.html
• Керамические конденсаторы: https://aliexpress.ru/item/32812155708.html
• SMD резисторы: https://aliexpress.ru/item/32858225842.html
• SMD светодиоды: https://aliexpress.ru/item/32947001269.html
• Тактовые кнопки: https://aliexpress.ru/item/32613852956.html
• E18-MS1-PCB: https://aliexpress.ru/item/32803052003.html
• Микросхема MAX1562H: https://aliexpress.ru/item/33037162727.html
• Микросхема MIC2545A-1: https://aliexpress.ru/item/32832443454.html
• Транзистор AOP605: https://aliexpress.ru/item/32822770617.html
• USB папа: https://aliexpress.ru/item/32842824318.html
• USB мама: https://aliexpress.ru/item/32265708803.html
• Корпус AK-N-12: https://aliexpress.ru/item/32764195967.html

По поводу последовательности запайки деталей - в случае выбора схемы на AOP605 запаиваем сначала резистор R5 (10K), а затем саму транзисторную сборку. После, с обратной стороны платы, кусачками отрезаем торчащие ножки и в районе посадочного места для E18-MS1-PCB скальпелем подравниваем остатки припоя, чтобы микроконтроллер смог лечь ровно.

Прошивку собираем в Zigbee Configurable Firmware v2.5, используя следующую конфигурацию:

Схема sPlan 7.0: usb_power_switch.spl7 (35.7 Кб)
Файл Sprint Layout 6.0: usb_power_switch.lay6 (52.2 Кб)
Gerber файлы: usb_power_switch.zip (15.5 Кб)
Прошивка в HEX: usb_power_switch.hex (650 Кб)