数据线故障检测器

■山东省日照市第一中学 张浩洋

随着智能手机、数码相机、平板电脑、手持打印机等的普及，与之相关的各种数据线的使用几乎遍及人们的生活。

数据线出现故障或被损坏之后，人们无法及时发现，影响了相关设备的使用。另外，多数人会将损坏的数据线丢掉，浪费资源。有些设备需用专门的数据线，一旦损坏，很难找到与之匹配的，影响正常使用。

因此，我想设计一种能方便检测数据线故障的检测器。

一、设计原理

通用USB2.0 数据接口有4 条线路，分别 是VCC、D+、D- 和GND。Micro USB 接口有5 条线路，分别是GND、ID、D+、D-和VBUS。其中ID 是空线路，即Micro USB线路实际只有4 条。

测试时，由于VCC 端和GND 端已经接地，所以只需依次对D+、D-两条数据线的两端供电，若形成通路即为测试成功。

二、测试步骤

准 备LED 灯4 个，轻 触 开 关2 个，1 800 欧姆电阻4 个，标准USB2.0 母座及Micro USB 母座各1 个，层积电池盒1 个，导线若干，焊接工具1 套。

1.画出实验装置的电路图，如图1 所示。

图1

2.焊接固定元件，成品如图2 所示。

图2

3.测试实验。

采用控制变量法，选择两条手机数据线（一条完好无损，一条已经损坏）进行测试。

（1）完好的数据线通电后的效果如图3、图4、图5。

图3 完好的数据线通电后的效果

图4 自上而下按下第一个开关后的效果

图5 按下第二个开关后的效果

（2）损坏的数据线通电后的效果如图6、图7、图8。

图6 损坏的数据线通电后的效果

图8 按下第二个开关后的效果

三、测试结果

完好的数据线四端通电后均可形成通路，而对损坏的数据线进行测试时，第三条线是断路。由此可以判定，该数据线损毁的原因是D-线断路。

根据以上实验结果，我又思考，能不能将其推广到多种传输线？于是，我选取手机数据线、网线、电话线等3 种应用比较广泛的数据传输线进行探究。

为了逐一检测所有线路，我采用CD4017十进制计数器作为IC，设计电路图如图9，PCB 电路板图如图10。

图9

图10

上图为母机，子机与之类似。我请专业人士指导后进行修改，形成最后的PCB 电路板图，如图11。

图11(左为子机，右为母机)

之后我又使用Autodesk Inventor Fusion 建立了该检测器的大致模型，如图12、图13。

图12 检测器模型正面图

图13 检测器模型背面图，其中圆形凸起为LED 灯

这款数据线检测器能便捷地检测各种数据线的故障，并清晰地显示数据线中哪条线路不通或短路。（指导老师：杨 秀）