Power PCB

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Übersicht

Das Power-Modul ist die Schnittstelle zwischen externer Stromversorgung und dem Bus. Es nimmt +12V über eine XT60-Buchse an, sichert den Eingang mit einer KFZ-Sicherung und stellt am Bus-Stecker +12V (durchgereicht) und +5V (per Buck-Converter erzeugt) zur Verfügung. Beide Rails werden je von einem INA226 gemessen — Spannung und Strom sind vom CM4 Carrier per I²C abrufbar.

Block-Diagramm

flowchart LR
    XT60["XT60<br/>Eingang +12V"] --> Fuse["KFZ-Sicherung<br/>3 A"]
    Fuse --> N12V[/+12V/]
    N12V --> INA12["INA226<br/>0x41"]
    INA12 --> Bus12(["+12V<br/>→ Bus"])
    N12V --> Buck["LMR51430<br/>Buck 12V → 5V"]
    Buck --> INA5["INA226<br/>0x40"]
    INA5 --> Bus5(["+5V<br/>→ Bus"])
    I2C(["I²C SCL/SDA<br/>← CM4"]) -.->|Messwerte lesen| INA12
    I2C -.->|Messwerte lesen| INA5

Versorgung

Rail	Quelle	Bereich	Max. Strom	Bemerkung
+12V Eingang	XT60-Buchse	11.8 – 14.6 V	begrenzt durch 3 A KFZ-Sicherung	passend für 4S LiFePO4 / 12 V Bleiakku
+12V Bus	durchgeschleift vom Eingang	= Eingangsspannung	wie Sicherung (3 A)	direkt abhängig vom Eingang
+5V Bus	LMR51430 Buck-Converter	5.0 V geregelt	3 A typ. (LMR51430-Limit)	stabilisiert

Messung (I²C)

Beide Rails sind über je einen INA226 am I²C-Bus messbar:

Rail	I²C-Adresse	Shunt	Strom-Vollausschlag
+12V	`0x41` (`0b1000001`)	10 mΩ	≈ 8.19 A (V_shunt,max = 81.92 mV)
+5V	`0x40` (`0b1000000`)	10 mΩ	≈ 8.19 A

Der INA226 liefert pro Adresse Bus-Spannung (in 1.25 mV-Schritten), Shunt-Spannung (2.5 µV/LSB) und einen integrierten Strom-Wert.

Strom-Auflösung ist konfigurierbar über das CALIBRATION-Register (Treiber-Setup): Current_LSB = max_expected_current / 32768. Bei der maximal möglichen Stromtragfähigkeit des 10-mΩ-Shunts (~8.19 A) entspricht das ≈ 250 µA/LSB. Geringere Current_LSB-Werte erhöhen die Auflösung, begrenzen aber den Strommessbereich proportional. Konfigurations-Beispiele siehe INA226-Datenblatt.

Bus-Stecker

20-poliger Conn_02x10. Dieses Modul stellt Strom-/Spannungs-Versorgung bereit und liest am I²C nur die eigenen INA226 — die vollständige Pinbelegung des Bus-Steckers (welche Pins +12V/+5V/GND/I²C/USB/etc. führen) ist auf dem BusBoard dokumentiert.

Bestückung

KFZ-Sicherung 3 A wird separat aufgesteckt, nicht von JLCPCB bestückt.
XT60-Polung: Standard-Pinbelegung. XT60-Buchsen haben keine konzentrische Innen-/Außen-Polung wie ein Hohlstecker — nur zwei nebeneinanderliegende Kontakte; das passende Gegenstück bestimmt die Zuordnung.
Hand-Löt-Schritte oder besondere Hinweise außerhalb des JLCPCB-Workflows: aktuell keine bekannt.

Bringup

Nach Bestückung und Einsetzen der Sicherung:

Idle-Test ohne Module: +12V (z.B. 12 V Labornetzgerät, strombegrenzt auf 100 mA) an XT60 anlegen. Strom < 30 mA erwartet (nur INA226 + Buck-Quiescent).
+5V Messung: Am Bus-Stecker zwischen +5V-Pin und GND messen → 5.00 ± 0.05 V.
+12V durchgereicht: Am Bus-Stecker zwischen +12V-Pin und GND messen → entspricht Eingangsspannung minus Sicherungs-/Leitungs-Drop.
I²C-Sanity: Vom CM4 (oder per externem I²C-Adapter) ein i2cdetect auf dem Bus laufen lassen — Adressen 0x40 und 0x41 müssen ACK geben.