El Negotiator II convierte cargadores USB-C en fuentes de alimentación de laboratorio

El Negotiator II, desarrollado por Anas Malas, aborda la limitación de los cargadores USB-C que, si bien ofrecen un amplio rango de voltajes, requieren una negociación específica a través del protocolo USB Power Delivery (PD) para acceder a las tensiones más elevadas. Este dispositivo, con un formato similar al de una tarjeta de visita y un grosor de solo 2 mm, está diseñado para habilitar esta funcionalidad en un formato portátil.

El sistema es compatible con la especificación USB PD 3.1 y, al conectarse a un cargador o batería externa USB-C compatible, presenta una barra de LEDs que indica los voltajes disponibles, desde 5 V hasta 48 V. Mediante botones, el usuario puede seleccionar un voltaje soportado en incrementos de 0,1 V y solicitarlo al cargador. La placa puede suministrar hasta 5 A, aunque la corriente máxima depende del cargador, el cable, el voltaje y el modo PD utilizado.

Incorpora pantallas para medir en tiempo real el voltaje, la corriente y la potencia, así como LEDs indicadores del modo de conexión (PDO, PPS, SAVS o EAVS). Un modo automático combina las opciones para ofrecer la corriente más alta disponible en cada voltaje, transformando el cargador USB-C en una fuente de alimentación ajustable de bolsillo.

El diseño del Negotiator II, que integra una PCB de cuatro capas de 0,8 mm con aproximadamente 200 LEDs, presentó desafíos técnicos. Para alimentar esta cantidad de LEDs sin recurrir a convertidores costosos o voluminosos desde una entrada que puede alcanzar los 48 V, Malas optó por LEDs 0402 de bajo coste y un regulador LDO, ajustando el brillo del display mediante firmware para controlar la temperatura. Un aspecto crítico fue la protección contra posibles cortocircuitos entre la línea VBUS de 48 V y los pines del canal de configuración USB-C (CC). En lugar de un chip de protección dedicado, se implementó una solución basada en MOSFETs de canal N de modo de empobrecimiento que desconectan la conexión CC en caso de fallo, una medida que, según Hackster.io, fue probada con éxito.

El dispositivo ofrece diversas opciones de conexión para hardware externo, incluyendo conectores tipo banana, pinzas de cocodrilo y cabezales de 0,1 pulgadas. Adicionalmente, Malas diseñó el “Wire Wedge”, un sistema que permite insertar y asegurar un cable pelado en una apertura de la PCB sin necesidad de un conector. Un segundo puerto USB permite conectar el Negotiator II a una consola basada en navegador para obtener información detallada del cargador, gráficos en tiempo real, diagnósticos y actualizaciones de firmware.

Anas Malas ha indicado que las placas ENIG de cuatro capas tienen un coste aproximado de 8 dólares por unidad en lotes de 100 y planea liberar el diseño como código abierto en el futuro.