張浩洋

隨著智能手機、數(shù)碼相機、平板電腦、手持打印機等的普及，與之相關的各種數(shù)據(jù)線的使用幾乎遍及人們的生活。

數(shù)據(jù)線出現(xiàn)故障或被損壞之后，人們無法及時發(fā)現(xiàn)，影響了相關設備的使用。另外，多數(shù)人會將損壞的數(shù)據(jù)線丟掉，浪費資源。有些設備需用專門的數(shù)據(jù)線，一旦損壞，很難找到與之匹配的，影響正常使用。

因此，我想設計一種能方便檢測數(shù)據(jù)線故障的檢測器。

一、設計原理

通用USB2.0數(shù)據(jù)接口有4條線路，分別是VCC、D+、D-和GND。Micro USB接口有5條線路，分別是GND、ID、D+、D-和VBUS。其中ID是空線路，即Micro USB線路實際只有4條。

測試時，由于VCC端和GND端已經(jīng)接地，所以只需依次對D+、D-兩條數(shù)據(jù)線的兩端供電，若形成通路即為測試成功。

二、測試步驟

準備LED燈4個，輕觸開關2個，1 800歐姆電阻4個，標準USB2.0母座及Micro USB母座各1個，層積電池盒1個，導線若干，焊接工具1套。

1.畫出實驗裝置的電路圖，如圖1所示。

2.焊接固定元件，成品如圖2所示。

3.測試實驗。

采用控制變量法，選擇兩條手機數(shù)據(jù)線（一條完好無損，一條已經(jīng)損壞）進行測試。

（1）完好的數(shù)據(jù)線通電后的效果如圖3、圖4、圖5。

（2）損壞的數(shù)據(jù)線通電后的效果如圖6、圖7、圖8。

三、測試結果

完好的數(shù)據(jù)線四端通電后均可形成通路，而對損壞的數(shù)據(jù)線進行測試時，第三條線是斷路。由此可以判定，該數(shù)據(jù)線損毀的原因是D-線斷路。

根據(jù)以上實驗結果，我又思考，能不能將其推廣到多種傳輸線？于是，我選取手機數(shù)據(jù)線、網(wǎng)線、電話線等3種應用比較廣泛的數(shù)據(jù)傳輸線進行探究。

為了逐一檢測所有線路，我采用CD4017十進制計數(shù)器作為IC，設計電路圖如圖9，PCB電路板圖如圖10。

上圖為母機，子機與之類似。我請專業(yè)人士指導后進行修改，形成最后的PCB電路板圖，如圖11。

之后我又使用Autodesk Inventor Fusion建立了該檢測器的大致模型，如圖12、圖13。

這款數(shù)據(jù)線檢測器能便捷地檢測各種數(shù)據(jù)線的故障，并清晰地顯示數(shù)據(jù)線中哪條線路不通或短路。（指導老師：楊 秀）