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黃土馬家 發布

簡易毫歐表

 
設計簡介

本工程使用TL431產生一個恒流電流,該電流流經待測線纜時產生一個壓降,被INA199進行采集放大后輸出到STC8H1K08,經AD轉換并計算后在數碼管上輸出毫歐值。

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供電部分使用IP5303進行充放電管理,由于待機模式下電流較低會觸發IP5303的自動關機,故使用P3.2管腳定時向一個NMOS管發送觸發信號,使IP5303的KEY腳接地實現供電保持的效果,同時利用該功能實現了超時自動關機。

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另外設置了一個模式按鈕,進入外測模式下會首先測量外接表筆的阻值,預讀取完畢之后會對后續測量的毫歐值減去表筆阻值再顯示,即顯示的為待測物的阻值。

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ADC采集每0.5秒一次。

通電正常工作模式時待機慢閃(1Hz)顯示“-”,測量值為1000毫歐以內時常亮顯示測量值。

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長按按鈕2秒以上進入外測模式,并慢閃等待測量外接表筆阻值,將外接表筆短接后測得的毫歐值將以中閃(2Hz)顯示。

此時前2秒的測試結果不穩定會被丟棄,之后兩秒內的4次測量值將求平均作為基準,4秒后與基準誤差在5%以內的測量值將會錄入,待錄入4次之后(含基準共8次結果)求平均得到一個有效的外接表筆阻值,進入快閃(4Hz)并顯示該阻值。

此時可松開表筆,顯示外測模式待機值0,然后就可使用表筆對電阻等進行測量了,顯示的是外測物的阻值(不包括表筆)。

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短按按鈕退出外測模式。

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由于MCU本身只有10位的ADC,也不會有太高精度,但滿足日常測量各種USB線纜、導線線纜等大致夠用,量程最大顯示999毫歐,超過1歐顯示值為“---”超量程,而未接入線纜時閃爍顯示待機值“-”(外測清零模式時顯示待機值0)。

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由于8H1K本身有個USB下載模式,故正好利用P3.2引腳用一個開關實現了MCU下載模式和正常模式的切換。同時保留了串口針腳,需要的可以使用串口下載。

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項目本身支持使用8G1K以及8H1K,使用8G1K時R24不焊接,用8H1K時用0歐電阻或者一坨錫把R24連上即可。(附件程序僅支持8H1K)

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TL431恒流源設置的是40ma恒流值,連接萬用表調節R9使電流達到該電流值。40ma是考慮到電流溫漂以及待測精度、INA199采集及放大精度的一個折中選擇。

40ma時1000毫歐壓降為40mv,經INA199采集放大50倍后輸出電壓2000mv,而TL431向8H1K提供的參考電壓為2500mv(實際略低,我的測得2488mv),精度和范圍都在合適的區間。

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使用嘉立創三維猴免費打印的外殼,底部保留了一塊電池安裝區域,最大支持尺寸寬35高30厚10,不過該外殼很難安裝,主要是電源開關SK-22D07撥檔太長裝不進去需要剪短,但剪太短了又會被外殼阻擋無法手動打開,只能剪到合適的長度強行裝進去了。

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PCB實物圖,目前版本進行了小修改,使用TL431的參考端為STC8H1K08的Vref提供參考電壓,實測精度更高(我自己的實物版本是用飛線解決的)

數碼管使用2.54母排針連接至PCB,方便安裝拆卸;外接端子使用免螺絲的按壓式接線柱,方便使用

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測量線纜

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外測模式

參考設計圖片
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更新時間2025-04-05 11:29:36

 
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