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2 layers17.1 × 20.6 mmUSBload21, the printed circuit board in 3D

Dummy USB load

Size
17.1 × 20.6 mm
Copper layers
2
Thickness
1.6 mm
Parts
20
Nets
13
Pads
58
Tracks, vias
121, 15
Pours
1
Routed
Yes
KiCad
KiCad 6 (file 20211014)
Created
3 Oct 2018
Updated
28 Aug 2022

Overview

USBload21 is an open-source printed circuit board by akita11, from the akita11/USBload repository on GitHub. It is a 2-layer board of 17.1 × 20.6 mm with 20 parts on 13 nets, routed with 121 tracks and 15 vias.

It is built around the CC0603KRX7R9BB104 and CJ2302. Its parts include 6 resistors, 6 connectors, 1 capacitor, 1 IC and 1 transistor.

Main components

2

README

README.md

USBload

Dummy USB load

usbload

これは何?

マイコンボードやLEDなどをモバイルバッテリーで駆動させるとき、急に電源が切れてしまうことはありませんか? 大抵のモバイルバッテリーは消費電流が弱い時にスリープするようになっています。

本モジュールをモバイルバッテリーに取り付けることで、定期的に負荷電流を流すことで、モバイルバッテリーをスリープさせないようにすることができます。

本モジュールは間欠で電流を流すことで、モバイルバッテリーの動作時間により影響を与えないようにしました。 また、端子を結線することで、消費電流値と電流の間欠期間を設定できます。 それにより、使用するモバイルバッテリーの挙動に合わせ、動作を調整することができます。

USBloadとUSBload2の違い

モバイルバッテリーによってオス側が差し込めないものがあるとのご意見を戴き、USBload2はAタイプのオスコネクタをつけました。

※USBload2.1では使用するマイコンがSTC8G1K08に変更になっていますが、使い方は変更ありません。

usbload2

使い方

モバイルバッテリーに本モジュールのオス側を差し込み、メスコネクタに給電用USBケーブルを差し込むだけです。

※使用するモバイルバッテリーにあわせて、以下の「設定」を行う必要があります。

設定

電流間欠期間の設定方法

本モジュールを接続しない状態で、モバイルバッテリーをONにし、その後、自動的にスリープに入る(給電が止まる)までの時間を計測します。その時間に応じて、以下のとおり間欠期間を設定します。

間欠期間は、上記画像の赤色のA,Bパターンをショートすることで設定できます。

AB間欠期間補足
オープンオープン約24秒30秒でスリープするモバイルバッテリー向け
ショートオープン約16秒20秒でスリープするモバイルバッテリー向け
オープンショート約12秒15秒でスリープするモバイルバッテリー向け
ショートショート約8秒10秒でスリープするモバイルバッテリー向け

消費電流値の設定方法

デフォルトで100mA流れるようになっており、上記画像の青色のパターンを1つショートするごとに電流値が100mA増えます。 多くのモバイルバッテリーは100mAのままでスリープを回避できるようですが、より多くの電流が必要なものもありますので、100mAのままではスリープを回避できない場合は、順に流す電流を増やしてください、

その他

サイズ(USBload) : 18×12×10.5mm サイズ(USBload2) : 35.6×17×11mm モジュールの消費電流値 : 100mA~400mA
モジュールの電流増減インターバル : 約10~30秒

(参考:自作する方向け)

USBload2.1(使用マイコン: STC8G1K08)のプログラムの書き込み方法はUSBload21_pgm.pdfを参照してください。

終わりに

USBloadの改良点がありましたら、ぜひIsuuesに書いてください。 こんな作品に作ったよ!という方は #USBload を付けてSNSなどで公開してくださると嬉しいです。

Parts

20
QtyValueFootprintReferences
5SolderJumper_2_OpenJumper:SolderJumper-2_P1.3mm_Open_RoundedPad1.0x1.5mmJP1, JP2, JP3, JP4, JP5
451Resistor_SMD:R_0805_2012MetricR3, R4, R5, R6
4Conn_01x01akita:Pad_SMD1.6mmJ4, J5, J6, J7
110kResistor_SMD:R_0603_1608MetricR1
11kResistor_SMD:R_0603_1608MetricR2
1CERAMIC-100NF-50V-10%-X7R_0603_Capacitor_SMD:C_0603_1608MetricC1
1MCU_STC8G-8PPackage_DFN_QFN:DFN-8-1EP_3x3mm_P0.5mm_EP1.66x2.38mmU1
1SMD-MOSFET-N-CH-20V-2.1A-CJ2302_SOT-23_Package_TO_SOT_SMD:SOT-23Q1
1USB_AConnector_USB:USB_A_Stewart_SS-52100-001_HorizontalJ3
1USB_Aakita:USB-A_plugJ2

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Questions

How big is the USBload21 PCB?

It measures 17.1 × 20.6 mm and has 2 copper layers, 1.6 mm thick.

What parts does the USBload21 use?

20 parts, built around the CC0603KRX7R9BB104 and CJ2302. The full list of its parts is on this page, with links to each part's symbol and footprint where PCBKit's library has them.

Where can I download the USBload21 KiCad files?

From the akita11/USBload repository on GitHub, at the commit this page was made from: the board is USBload21.kicad_pcb and its schematic USBload21.kicad_sch. PCBKit opens the board in the browser, with nothing to install.

Can I use the USBload21 design in my own project?

Its repository states no licence, so its author keeps all rights: ask akita11 before reusing the design.