DIY高精度電壓表電流表 12位ADC XPT2046 單片機(jī)程序原理圖PCB

ID:893997 · 發(fā)表于 2022-6-16 11:50

在實(shí)際測(cè)試中，不管是研發(fā)還是維修，我們經(jīng)常需要測(cè)量設(shè)備的電壓電流，根據(jù)這個(gè)情況，我做了一個(gè)電壓電流表。

單片機(jī)：由于手頭上STC89C52RC很多，而且這也是大多數(shù)人比較常用的，所以我用了89C52RC做處理器。
ADC采樣：這個(gè)單片機(jī)沒(méi)有內(nèi)置ADC，我采用XPT2046做ADC采集，XPT2046不僅精度高（12位ADC），
            而且有四個(gè)通道，還很便宜，非常適合ADC采樣。
基準(zhǔn)電壓：由于隨著輸入電壓與負(fù)載的波動(dòng)，會(huì)使得XPT2046的電壓不是標(biāo)準(zhǔn)的5V,雖然XPT2046內(nèi)置了
            基準(zhǔn)電壓，但是太小了，會(huì)導(dǎo)致這個(gè)表的量程不夠，所以我采用了TL431產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電壓。
采樣電阻：電流采樣使用一個(gè)0.1歐姆1%精度，2512封裝的貼片電阻，如果有1A電流，則產(chǎn)生0.1W的功耗，
            取樣電阻不會(huì)發(fā)燙，但是此時(shí)電阻只有0.1V的電壓理論ADC采集是沒(méi)問(wèn)題，但是如果流過(guò)0.1A，
            那只有0.01V的電壓，ADC采樣就不合適，所以需要放大。電壓采樣采用兩個(gè)0603的電阻并聯(lián)，
            由于接了跟隨器，所以這兩個(gè)電阻可以取大一些降低功耗（雖然問(wèn)題不大）。
放大電路：采用LM358，一路做電流采樣的放大，本項(xiàng)目是放大10倍，另一路做電壓采樣跟隨器。
               LM358存在零點(diǎn)漂移，所以在設(shè)置放大倍數(shù)的適合可能需要進(jìn)行微調(diào)。
顯示：使用了OLED，測(cè)試0.96寸的，實(shí)際可以使用0.91寸即可。
電路原理圖(json格式的):如下：

PCB文件(json格式的):

制作出來(lái)的實(shí)物圖如下：

校正方法：接入負(fù)載，輸出一個(gè)足夠大的電流，1A最好，然后測(cè)試取樣電阻的電壓，應(yīng)該是0.1V，然后可以微調(diào)LM358的電阻使得OLED的顯示正確，也可以在代碼微調(diào)，代碼里面有微調(diào)系數(shù)。附加功能：加了三個(gè)按鍵，可以額外開(kāi)發(fā)更多功能。代碼留有很多開(kāi)發(fā)的余地，并且可以自己編程序顯示電阻和功率。

單片機(jī)源程序如下:

#include "oled.h"
#include "bmp.h"
#include "xpt2046.h"
typedef unsigned int u16;
#define v_verf 3.6 //基準(zhǔn)電壓最大值
#define v_aver 2 //分壓比例
#define v_correction 1
#define i_correction 0.95
void delay(unsigned int i)
{
while(i--);
}
void v_datapros()
{
u16 v_value;
u16 v;
delay(50000);
v_value= Read_AD_Data(0xD4);
delay(50000);
v=(float)v_value*v_verf/4095*1000*2; //4944
OLED_ShowChar(8,2,v/1000+0x30,16);
OLED_ShowChar(16,2,'.',16);
OLED_ShowChar(24,2,v%1000/100+0x30,16);
OLED_ShowChar(32,2,v%100/10+0x30,16);
OLED_ShowChar(40,2,v%10+0x30,16);
}
void i_datapros()
{
u16 i_value;
u16 i;
delay(50000);
i_value= Read_AD_Data(0x94);
delay(50000);
// OLED_ShowChar(8,6,i_value/1000+0x30,16);
// OLED_ShowChar(16,6,i_value%1000/100+0x30,16);
// OLED_ShowChar(24,6,i_value%100/10+0x30,16);
// OLED_ShowChar(32,6,i_value%10+0x30,16);
i=(float)i_value*v_verf/4095*1000*i_correction; //ma
OLED_ShowChar(8,6,i/1000+0x30,16);
OLED_ShowChar(16,6,i%1000/100+0x30,16);
OLED_ShowChar(24,6,i%100/10+0x30,16);
OLED_ShowChar(32,6,i%10+0x30,16);
}
void main(void)
{
OLED_Init(); //OLED初始化
OLED_Clear();
// OLED_DrawBMP(0,0,128,1,BMP1);
delay(50000);
while(1)
{
v_datapros();
i_datapros();
}
}

復(fù)制代碼

Keil代碼和立創(chuàng)格式的json文件下載:

代碼.7z (122.63 KB, 下載次數(shù): 151)

ID:307493 · 發(fā)表于 2022-6-24 09:51

這個(gè)制作不錯(cuò)

ID:149799 · 發(fā)表于 2022-6-24 19:07

詳細(xì)，做工精細(xì)，謝謝分享。

ID:232366 · 發(fā)表于 2022-6-25 14:00

不知道測(cè)量范圍多大

ID:491577 · 發(fā)表于 2022-6-28 11:35

89C52只適合學(xué)習(xí)，用來(lái)做產(chǎn)品還ADC只能呵呵，ADC不是初學(xué)者可以做好的，首先是電源，ADC芯片、運(yùn)放必須是線性穩(wěn)壓電源，第二是運(yùn)放，LM358與高精度無(wú)源，樓主如果在意價(jià)格把STC89C52RC和XPT2046換成STC8H，省下的錢(qián)足夠買(mǎi)一個(gè)好點(diǎn)的運(yùn)放。

ID:1028260 · 發(fā)表于 2022-7-1 16:17

lm358可換成op07,零漂幾乎沒(méi)有。

ID:491577 · 發(fā)表于 2022-7-1 17:41

ccczzzyy 發(fā)表于 2022-7-1 16:17
lm358可換成op07,零漂幾乎沒(méi)有。

op07雖然零漂小但是需要正負(fù)電源，不合適

ID:1028260 · 發(fā)表于 2022-7-1 18:34

hhh402 發(fā)表于 2022-7-1 17:41
op07雖然零漂小但是需要正負(fù)電源，不合適

op333可單電源，零漂幾乎沒(méi)有

ID:582138 · 發(fā)表于 2022-7-5 16:15

現(xiàn)在的零漂移運(yùn)算放大器太多了，可以試一下

ID:620098 · 發(fā)表于 2022-7-21 14:53

樓主做完后測(cè)試效果如何，特別是線性度如何？

ID:627942 · 發(fā)表于 2022-7-29 20:14

可以,留個(gè)標(biāo)記.

ID:893997 · 發(fā)表于 2022-8-10 10:56

hhh402 發(fā)表于 2022-6-28 11:35
89C52只適合學(xué)習(xí)，用來(lái)做產(chǎn)品還ADC只能呵呵，ADC不是初學(xué)者可以做好的，首先是電源，ADC芯片、運(yùn)放必須是 ...

這個(gè)ADC用的是XPT2046，沒(méi)有51

ID:893997 · 發(fā)表于 2022-8-10 10:57

ccczzzyy 發(fā)表于 2022-7-1 16:17
lm358可換成op07,零漂幾乎沒(méi)有。

確實(shí)，只是手頭LM358比較多

ID:893997 · 發(fā)表于 2022-8-10 10:57

SHANWAZI 發(fā)表于 2022-6-25 14:00
不知道測(cè)量范圍多大

可以自己更改取樣電阻

ID:893997 · 發(fā)表于 2022-8-10 10:58

mengfc 發(fā)表于 2022-7-21 14:53
樓主做完后測(cè)試效果如何，特別是線性度如何？

可以符合100ma-2a正常讀數(shù)

ID:1043853 · 發(fā)表于 2022-9-6 21:29

很好，很實(shí)用

ID:1045132 · 發(fā)表于 2022-9-21 15:32

431基準(zhǔn)是不是不穩(wěn)定

ID:1083475 · 發(fā)表于 2023-6-12 08:52

提示: 作者被禁止或刪除內(nèi)容自動(dòng)屏蔽

ID:1083996 · 發(fā)表于 2023-6-16 08:43

hhh402 發(fā)表于 2022-6-28 11:35
89C52只適合學(xué)習(xí)，用來(lái)做產(chǎn)品還ADC只能呵呵，ADC不是初學(xué)者可以做好的，首先是電源，ADC芯片、運(yùn)放必須是 ...

這個(gè)可能就是一個(gè)創(chuàng)意提示方案，真的做產(chǎn)品肯定根據(jù)實(shí)際條件選元器件；
實(shí)際很多時(shí)候?qū)τ趪?guó)內(nèi)的同行來(lái)說(shuō)，缺乏的只是一個(gè)創(chuàng)意靈感；
看國(guó)外很多的創(chuàng)意很值錢(qián)，后期他們買(mǎi)到手之后還要經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和工藝改進(jìn)才能量產(chǎn)化，我們對(duì)一些最初的能從零開(kāi)始先驅(qū)者，總是缺乏一些關(guān)愛(ài)和包容……

帳號(hào)		自動(dòng)登錄	找回密碼
密碼			立即注冊(cè)

ID:1083475 當(dāng)前離線積分 10	18^# ID:1083475 發(fā)表于 2023-6-12 08:52 \| 只看該作者提示: 作者被禁止或刪除內(nèi)容自動(dòng)屏蔽
ID:1083475 當(dāng)前離線積分 10
	回復(fù) 使用道具舉報(bào)

DIY高精度電壓表電流表 12位ADC XPT2046 單片機(jī)程序原理圖PCB

評(píng)分