数据线故障检测器

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.畫出实验装置的电路图，如图1所示。

2.焊接固定元件，成品如图2所示。

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。

（2）损坏的数据线通电后的效果如图6、图7、图8。

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。

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。

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。

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）