四路桌面智能充电站

这是一个实用型智能多路桌面充电器项目

视频介绍：【开源】如何自制一个全能桌面充电站？

如果觉得视频还可以的话，留下一键三连哦 ( ˊ•̥▵•)੭₎₎

本项目欢迎复刻，禁止商用！！

整体成本（纯硬件）在50元左右，目前没有贵的离谱芯片，选用的芯片基本都是国产使用量较高的

有任何问题请在issues中提交哈，包括软件功能建议，其他平台的消息不一定看得到👀

仓库目录说明

Hardware：【上层板/下层板/前面板/后面板】gerber文件/原理图源文件/原理图PDF文件/坐标文件/BOM文件
Firmware：【 ESP32C3FN4 的固件以及工具】固件/驱动/下载烧录软件
Software：【软件工程源码】esp-idf-4.4 版本开发环境
Structure：【整机结构文件】包含电路板及外壳装配文件，软件版本Soliworks2022
Documents：【项目所用到的文档手册等】部分手册，有些手册是厂家不让流传的没有上传

资料说明（更新日期22-5-30）

已添加gerber文件，包含上层版，下层板，前面板，后面板，可直接打样（上层板若审核不通过备注断板不补即可）
已添加原理图源文件
已添加 README 文件
已添加烧录软件,bootloader固件以及app固件
已添加结构设计文件夹
已添加手册文件夹
已添加 esp32c3 usb cdc/jtag驱动文件
已添加源码工程文件夹，希望大佬们可以帮忙改进，代码里有什么错误以及疑问都可以提交issue交流，当然能帮我完善功能就更好了😊
已提交新版上层板 (Gerber_topBoard-Fix.zip) ，修改掉不好生产的边框处后两层板实在没办法走通，改成四层板了，打样一样免费，就是颜色可能也得绿色了，可以先试试原版两层板，有概率通过，不通过再换成新版上层板。👀
已添加上下层板的动态BOM表，说明文件，可以方便焊接选料，若打样嘉立创不通过可以考虑捷配，新用户也可以免费打板审核也比较松。
已添加器件采购指南，只做样例，若链接失效自行找类似器件替换。
已添加不同丝印版本的文件，在每个板子文件夹中的others文件夹中，每一块板子都提供了3种不同的丝印版本，降低打样时候判定拆单的概率（实在不行就换其他打板公司或者换不同时间打样，基本上只要是机审就可以通过）

一、项目介绍：

1.1 硬件选型：

本项目的硬件购买都来自于淘宝，虽然有可能有假货，但是我没有翻车，大家可以酌情选择。

项目采用乐鑫ESP32C3FN4芯片作为控制MCU，具备Wifi和Bluetooth，价格便宜功能强大，可供二次开发增加许多其他功能(内置4M的FLASH)。
C口功率级采用了智融SW3526的功率芯片（目前价格4.5元一片😍），该芯片支持多种快充协议，芯片内部集成功率管，减少PCB面积，最大功率为单通道65W，本项目中设计了两组通道。
A口功率级采用了英集芯的IP6525T，价格低廉（目前价格1元一片😍），最大功率为单通道18W，本项目中设计了两路, 设计在机身后部, 主要是给桌面上的固定设备供电, 比如台灯, 小服务器等, 可通过MOS管远程控制开关
交互界面显示屏采用了0.96寸OLED屏（尺寸刚好,至于烧屏问题后面会通过屏保解决）。
输入部分设计了保护电路，具备防反接（方便车充应用）功能，反接系统不会工作。具备过流保护电路（10A），过流会熔断保险丝。具备防打火缓启动电路，可以防止上电火花。
板载四路RGB指示灯以及面板，可以实现当前系统状态的快速指示。
加速度传感器为LIS3DH，可以实现震动控制或者体感操作等功能。

1.2 项目参数

输入电压：10V-32V直流 (推荐使用换下来的笔记本充电器,咸鱼便宜量大,当然更推荐24V5A台达电源,可以最大程度发挥功率)

输入功率：＞80W （满载144W，但是一般不会全部满载）

快充参数如下：

C口输出协议：PPS/PD3.0/PD2.0/QC4+/QC4/QC3.0/QC2.0/AFC/FCP/SCP/PE2.0/PE1.1/SFCP/BC2.1/苹果/三星
C口输出电压：0.3-22V
C口输出电流：0-3.3A
A口输出协议：DCP/QC2.0/QC3.0/FCP/AFC
A口输出电压：0.3-12V
A口输出电流：0-3A

PCB参数：47*80(mm) 厚度1.6mm 四层板

整体尺寸（含外壳）：50X20X80(mm)

二、制作教程

2.1 制作注意事项

本产品焊接完成，测试无短路虚焊后，可通过下载口USB连接电脑，烧写程序后即可使用（ESP32C3自带内部USB和JTAG,十分方便）,如果不识别可能需要自行下载C3驱动安装即可

装机时请注意功率级部分的散热，推荐在功率级部分背面垫导热片增强散热能力。
焊接推荐采用钢网焊接，本项目中器件均为单面布置，可以快速实现低成本回流焊。
初次上电时，推荐使用5V电源，测量RY8411输出正常3.3V后才可以升高电压进行后面的测试。
C1口为板载，C2口通过排针在上层板中引出。

上层板和下层板装配采用常规排针排母，但是排针需要特殊处理下，去掉塑料部分直接焊接，不然槽间高度不够：

第一步	第二步	第三步	第四步	第五步

将排针插进上层板，顶在桌面上，往下按	取出后可以得到如上排针，按照这个样式制作三组	用水口钳去掉塑料部分，得到针脚	将排针插进下层板焊接好的排母中	将上层板子和下层板紧贴，排针插进洞中，然后焊接，这个距离刚刚好是两槽间距离

上层板的上面焊接完后，可以在上层铝壳对应位置贴上黑胶布绝缘（不贴也可以，实际上还有一定距离，保险起见）

2.2 固件烧录教程

通过Fireware/tools文件夹中的 flash_download_tool_3.9.2 工具下载

本项目暂时不提供PCB源文件，源码已经全部开源，有需要二次开发的朋友可以自行修改

本项目不需要烧录器/下载器，只需要你有一个USB线，但是需要自己焊接一个降压电路将USB口的5V转到3.3V（或者不从排针3.3V处供电，直接通过DC口供电）,一定不要把5V接到板子上的3.3V处，必烧ESP32，我是使用了一个洞洞板+AMS1117焊接的简单下载器：

烧录器	烧录器连接板子

合并固件位置在 Fireware/bin/target.bin ，独立固件位置在 Software/yds_charger 中，推荐不打算自己后续开发的使用合并bin下载方式。
软件打开后将设备连接到电脑，如图片图1设置好下载模式后，点击OK。
【合并bin下载方式】按照下面的图片图2 设置好软件，点击下载应该就可以下载固件了，一共需要烧录一个固件即可，地址设置0
【独立bin下载方式】按照下面的图片图3 设置好软件，点击下载应该就可以下载固件了,一共需要烧录四个固件，注意地址设置

如果出现连接错误可以将上板后面的拨动开关向左(从前面看，也就是上面板有时间编号的那一边)拨住不松，然后再上电，就会进Boot模式）烧录完成，断电后重新上电，应该就可以正常使用了。

烧录完成后，重新上电复位，就可以使用了。

图1	图2	图3

OTA采用了 APP+OTA1+OTA2 的乒乓式更新分区（这样就算更新到一半断电断网也不会变砖），首次烧录完后续盖上盖子后，后续就可以使用无线更新了。

三、IDF开发

3.1 开发环境搭建

IDF开发环境我是在 Windows 系统中使用 VScode+idf拓展插件 在Python虚拟环境中实现开发的，实际上也可以在Linux中直接搭建环境开发，或者使用WSL+VScode远程插件 也是可以的，可以根据自己的需要进行选择，详细的搭建步骤可以见官网搭建流程：

下面以我的VScode+idf拓展插件 搭建环境为例：

安装Vscode，这个直接下载安装即可，然后在左侧的应用市场中，搜索关键词 Espressif IDF，安装：
插件安装完成后，按F1,在命令中找到Configure ESP-IDF extension选项，点击：
选择ADVANCED模式，可以详细配置一些选项：
依次设置软件源，IDF版本，IDF路径，IDF工具路径。软件源如果你科学就可以直接选择Github，没有科学可以选择Espressif的国内源，IDF版本这里选择release/4.4,其他两个可以根据自己进行设置（路径中不要出现中文或者空格），推荐使用默认路径，然后点击 Install 进行安装：
等待ESP-IDF下载安装完成，IDF整体体积不小，具体看网速：
接下来安装ESP-IDF工具，其中包含虚拟环境以及虚拟环境中用到的一些工具链，选择 Download ESP-IDF Tools选项，点击 Download Tools：
等待工具安装完成：
若出现如下页面，则安装完成，如果上述中有步骤报错，一般就是网络问题：

3.2导入工程开发

本项目的工程在 Software/yds_charger 下，将项目克隆到本地，主要修改项目中的.vscode文件夹，这个文件夹中的文件控制着IDF插件的功能以及Vscode本身的代码高亮提示跳转等。

先验证安装环境是否可以正常使用，按F1,在命令中找到New Project,点击：

根据自己喜好修改工程名，路径，板子，串口（没接上电脑就不用选），最后一个选项可以不管，点击 Chose Template：

下拉框中选择 ESP-IDF ,这里可以选择一个最简单的项目测试下，sample_project，选择好后点击蓝色按钮生成工程，并信任文件夹中的作者并启用所有功能:

点击工程下面框中的编译按钮，等待编译完成，若能成功生成bin文件则环境搭建成功（编译如果很慢的话，关闭Windows的病毒防护，可以极大提高编译速度）：

验证完编译环境后，可以将示例工程中.vscode中文件复制到克隆下的工程中，或者使用 F1 中的添加.vscode文件命令也可以，应该包含下面四个文件：

后面就可以愉快地开发了，烧录下载也一样是用下面的按钮，这里就不赘述了：

功能开发（更新日期22-5-27）：

✅ 已经开发完成 🚩正在开发中 ❌还未开发或放弃开发

设计功能	状态	说明
远程网络升级（OTA）	✅	带固件版本号校验
WIFI配网	✅	通过ESPTouch软件配网
主界面显示	✅	待机休眠屏保待完善
快充协议解析	✅	已实现
RGB指示灯	✅	已实现，控制逻辑待完善
各口电压电流监测	✅	已实现
过流反接保护	✅	以实现，已校验
远程控制充电器四口开关	🚩	硬件已验证，还未写逻辑
加速度计(重力感应)	🚩	程序已驱动，还未写功能
C口功率限制	🚩	程序已实现，界面还未增加
OTA自动检测版本升级	🚩	版本验证已完成，json解析还在修改
电脑CPU占用，内存占用显示	❌	还未开发
天气显示	❌	还未开发
粉丝数显示	❌	还未开发
重力旋转屏幕	❌	还未开发
蓝牙广播检测手环自动开关机	❌	还未开发

本项目禁止商用，仅供同好们复刻使用，在制作项目时候，请确保硬件无故障再连接设备使用（我已经使用了两个月，目前没有出过问题，手头设备不是很多，所以测试可能不是很完善，不能保证系统不存在隐藏的问题。希望大家能发现问题一起改进），对于造成高价值设备损坏以及其他连带损失的的，本人不承担任何责任哈。

海拔高度：＜ 2000米

环境湿度：≤ 75% RH

工作环境：0℃ - 50摄氏度

复刻成功的大佬们的成品：

2022-6-13