Les alimentations d’établi volumineuses et les adaptateurs dédiés sont encore courants sur les établis électroniques, mais ils sont souvent peu pratiques à transporter et excessifs pour de nombreuses configurations portables ou sur le terrain. Avec l’USB Power Delivery et les nouveaux chargeurs GaN désormais capables de fournir une puissance élevée à partir d’adaptateurs compacts, les développeurs commencent à considérer l’USB-C comme une source d’alimentation sérieuse plutôt que comme un simple port de charge. Le projet PD240W de Theo Heng s’appuie sur ce changement en transformant un adaptateur USB-C PD en une alimentation haute puissance réglable adaptée à l’entraînement de moteurs et d’autres charges exigeantes. L’unité compacte utilise un microcontrôleur Raspberry Pi RP2040 pour négocier les profils de puissance à partir d’une source USB Power Delivery, lui permettant de demander différents niveaux de tension et de courant en fonction du chargeur connecté et du mode sélectionné.
La conception prend en charge les profils fixes USB PD standard, PPS (alimentation programmable) pour un contrôle plus fin de la tension dans la plage inférieure et les profils de tension plus élevée destinés à un fonctionnement sur une plage de puissance étendue. En pratique, le projet a été validé principalement avec des sources USB PD 3.0 jusqu’à 20 V, avec un fonctionnement à tension plus élevée en fonction des capacités du chargeur connecté et des propres tests de l’utilisateur. Cela rend l’appareil plus adapté à une utilisation en laboratoire contrôlé ou au prototypage plutôt qu’à un produit électrique fini et certifié en matière de sécurité.
Le matériel est construit autour d’un PCB personnalisé qui intègre le RP2040 avec un contrôleur USB Power Delivery dédié, permettant à l’appareil de demander et de gérer des contrats d’alimentation depuis le chargeur. La puissance de sortie est commutée à l’aide d’un pilote MOSFET côté haut, et la tension et le courant sont surveillés en temps réel à l’aide d’un circuit intégré de surveillance de puissance de précision, permettant une limitation de courant réglable et des fonctionnalités de protection de base. La carte comprend également une détection de température pour la surveillance thermique, ainsi qu’une protection contre les décharges électrostatiques sur l’interface USB-C.
L’interaction de l’utilisateur est gérée via un petit écran LCD couleur piloté par SPI et un encodeur rotatif avec entrée par bouton-poussoir, fournissant une interface locale pour sélectionner les profils de tension, ajuster les limites de courant et afficher les lectures de puissance en direct. Un régulateur abaisseur intégré fournit une sortie auxiliaire de 17 V destinée aux circuits de sécurité ou de contrôle du moteur, et les paramètres utilisateur sont stockés dans la mémoire flash du RP2040 afin que l’appareil puisse conserver la configuration lors des cycles d’alimentation. L’électronique est logée dans un boîtier imprimé en 3D, les fichiers de conception et les données de fabrication des PCB étant mis à la disposition des constructeurs souhaitant reproduire le matériel. La documentation, le micrologiciel et les fichiers de conception de PCB du projet sont publiés sur GitHub sous une licence permissive, et le boîtier peut être produit avec des imprimantes 3D grand public.
Retrouvez l’histoire de Raspberry Pi dans cette vidéo :
