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楼主: apachectl
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[已解决] T50超薄TFT真彩多功能电压电流表头【固件升级V1.2】

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发表于 2013-3-8 14:04 | 显示全部楼层
等最新消息,开团的时候pm俺一声。
发表于 2013-3-8 15:02 | 显示全部楼层
等套件或成品!
 楼主| 发表于 2013-3-9 22:09 | 显示全部楼层
关于测量精度的研究:/ i0 v; a8 q. f) `
首先我们定义我们只做的模块是爱好者使用的,不是仪表级的,因此讲究的是性价比,而不是一味的追求精度(追求精度的结果会使这个模块达到百元以上)
8 q) ?1 V) l7 H# f  W在电压方面,我们信任STM32的ADC的精度和线性度,因此,采用1:11左右分压,ADC满格是3.3V,因此测量范围大约是36V,ADC是12位的,因此理论分辨率是36/4096=0.0088V,这个差不多够用,因此电压一般问题不大- `# g! O# h) R! b( {- w# R
在电流方面问题较大,有多种方案:
; ~% q4 o$ Y( ~( j5 L/ y- |1、如果直接使用STM32对电流进行检测的话,按照电路板上采样电阻50m欧计算(实际43),3.3满量程折合66A,12位后的理论分辨率为16mA左右,折合精度能做到30mA左右就不错了,一般应用勉强够用# r$ O2 {  }5 N
2、使用运放做采样电压放大,比如放大20倍,就可以做到1A 1V,这样精度可以做到0.8mA,但是运放对于单电源的系统来说,在0附近的线性度实在差劲,就算轨到轨的运放也很差劲,一般商业应用很少采用! w# W7 d) M# B; C3 d- o4 Q; Z3 o
3、使用专用的电流传感放大芯片,去市场咨询下,发现此类芯片的价格都在8~10元,这样做双路光这个芯片的成本就得20元左右,性价比不高0 r1 {' ?4 w) ^4 c
1 X1 W. _4 H2 H, \, X
本着爱好者那种穷折腾的劲头,选择方案2,试着研究一把:! j# q; R% |5 ^3 b5 d
第一步,研究运放在不同电流下的线性度+ ?0 v( n6 h) M* }
% y, \' M1 i# }8 P& F7 Q

5 ^9 ~% ~- S, S  H7 P% U试验LM358:6 o- W4 Q4 k4 f1 u% L) N
电流        采样电压(mV)        运放放大电压(mV)' k. u6 `, T9 @( ?( g5 t% ]# f1 {2 m
0        0                5.0        ) o2 X4 m! F* ~+ h
0.1A          4.7                50.5   
. T9 o0 C+ P2 l! E4 d& ]0.2A        7.8                119) a, b, T. G8 k: e( }" k
0.3A        12.2                218% h$ C) d8 H( L  i9 q& w
0.4A        16                303; b  `7 U! P: {$ U. R8 p* z
0.5A        20.4                400
9 R2 i' ^) l! R9 d+ G) f; m0.6A        24.6                493) J; K; e9 ^1 y* h* C. t
0.7A        28.9                592
8 f2 J/ L7 q6 K0.8A        33.3                686
: A# d% H% f' z5 `+ [- E- w* K1A        41.6                872
3 R5 _: ]: D& b" M
- `8 e6 N' n' }7 x试验:opa23336 G. B$ N3 @; S+ D: n# N& w
电流        采样电压(mV)        运放放大电压(mV)
, V% ~# H7 {- w5 |) D; f0                0                110
/ f- {9 D: @8 Z+ h                3.2                124
- y9 b+ L1 b3 {& S100mA                5.8                146& R( G. ~% n. G, `- p
200                8.6                187.4
% w0 P; S% E0 Q+ [" `: M300                   12.9                2766 N# }! a7 B. B5 s9 ~
400                16.4                354' X  P. v; X- t! G
500                20                4454 ?+ \% G4 H3 l: C
600                24                541
) i4 V8 u6 H$ R700                28                6312 A$ q+ m2 a' X) j3 A
800                32                729
* Q, B" _: i! _' @1000                 40                905
1 A/ J4 E4 [9 P- t* U- ]7 j3 t
0 }8 i, n' Q9 W, f7 g+ L: L发现传说中的高精度轨到轨运放在0输出时表现的输出电压居然还没有白菜级的LM358更接近0,难道是买到假货?4 {3 s0 n, s! v/ \3 c2 @
不管是哪种运放,在500mA电流一下的线性度都不能使用,但是分辨率还行,不管在什么电流情况下,数值都在变化
3 q# Q; X/ a+ B, M8 W/ \9 d1 Y1 t1 _' h8 f7 D
因此,决定发挥STM32内存大的特点,制作复杂的程序,对运放放大电压采用多点拟合曲线法解决线性度不好的问题,具体的方法是,增加校正点到28个,分别是:3 ^1 }$ q$ h0 @/ D
10mA  20  30  40  50  60 70 80 90 100
4 X8 u* z# g" j3 _6 y120mA  140  160 180 200
% n, `5 X) |/ y6 \9 G5 g2 S9 P200mA  250  300 250  400  450  500
& G( {6 U9 {2 a& U600mA 700 800 900 1A  2A
$ O/ C, k# w1 y
% _" \* g7 q2 o8 g- o这样的话,电流精度也基本解决。
发表于 2013-3-9 22:58 | 显示全部楼层
这个真强大,羡慕编程高手。有条件也想弄一个。
发表于 2013-3-10 09:46 | 显示全部楼层
等待T50表头套件
发表于 2013-3-10 12:38 | 显示全部楼层
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~开卖了记的PM ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
- c% F* {: J- |~~~~~~~~~~联系了个工作时认识的朋友有雕刻机帮我做外壳~~~~~~~~~~~~~~
 楼主| 发表于 2013-3-10 13:48 | 显示全部楼层
更新了精度测试,见2楼
发表于 2013-3-12 18:45 | 显示全部楼层
预订一套套件
8 H$ n2 j% S: Q  \. a" t
发表于 2013-3-12 19:54 | 显示全部楼层
等套件……
 楼主| 发表于 2013-3-13 13:22 | 显示全部楼层
PCB已经进入二次打样过程中,预计需要一星期,需要的请关注,按照论坛额规矩,此贴只讨论技术问题或者套件组装中的技术问题,关于套件得组织和购买到时会在 地摊 栏目中予以发布(本帖开头会加链接)
发表于 2013-3-13 14:21 | 显示全部楼层
apachectl 发表于 2013-3-13 13:22 static/image/common/back.gif. I5 g. Y% j, L/ }- X9 `; Q" D+ t
PCB已经进入二次打样过程中,预计需要一星期,需要的请关注,按照论坛额规矩,此贴只讨论技术问题或者套件组 ...

0 W1 W. Q$ c8 T占位    预定一套
发表于 2013-3-13 15:53 | 显示全部楼层
apachectl 发表于 2013-3-13 13:22 static/image/common/back.gif. {3 k4 x# g5 e* {- S
PCB已经进入二次打样过程中,预计需要一星期,需要的请关注,按照论坛额规矩,此贴只讨论技术问题或者套件组 ...

- p+ y3 x# G! X( z# v看来快了
3 Y/ q" I: S) M1 _, S: z; J# ^
发表于 2013-3-13 16:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 icevel 于 2013-3-13 16:15 编辑   ^" Y. b* d. L( r* X

  B0 w+ k7 H- E4 d至少用个LMV358吧。另外轨对轨分输入轨对轨和输出轨对轨。# o8 E1 E" M2 x8 j7 G$ w6 M8 _
OPA2333 - 0.03-uV/C Drift, Low-Noise, Rail-to-Rail Output, 36-V, Zero-Drift OPERATIONAL AMPLIFIERS
0 ?% F" m" n# E- U" @: k' |1 T2 V. P8 O; Q0 j( j: |4 J
它是“Rail-to-Rail Output”而且说,“Input Includes Negative Rail” 我理解为,输入负压时候才能输出0,不知对不对。
3 J' A; ]* Z, ^  A2 ~& B1 `5 h9 A4 Q) b: q% B' o" N# O+ T6 u
我也研究过一段时间Rail-to-Rail运放,发现都是坑爹货,所以现在在研究最简单的产生负压的方法。- }* r0 W* U! [. e4 ]' r+ r
另外不知道你的分段方式效果怎么样,我试过不太好,因为它在0附近已经基本没有放大倍数了,全是offset、输出差不多是恒定值。6 k8 F$ {* K0 ?+ }% s
发表于 2013-3-13 16:18 | 显示全部楼层
帅啊,期待早日完善出套件。先报名!
发表于 2013-3-13 16:29 | 显示全部楼层
等待T50表头套件
 楼主| 发表于 2013-3-13 18:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 apachectl 于 2013-3-13 18:14 编辑 3 P( K5 q2 L( d" R! n+ r2 e
icevel 发表于 2013-3-13 16:12 static/image/common/back.gif
4 f7 T1 Q3 W( p6 T" u( x6 b至少用个LMV358吧。另外轨对轨分输入轨对轨和输出轨对轨。
) h0 j2 i! [8 tOPA2333 - 0.03-uV/C Drift, Low-Noise, Rail-t ...

7 G) g: h- h& p* X这个帖子讨论技术的内容太少,终于可以交流下,别光我自己瞎搞,呵呵
* Z- [; \& q, Y
) b! l+ z! [. U& m  x我的理解:
2 }- K1 S) }9 b/ a+ E0 e/ n/ T1、套件就是大家可以发挥自己的想象进行一定优化,运放管脚一样,可以自行换不同的运放
& [$ A& s1 U' }& @3 H2、轨到轨我已经把实验数据贴上了,LMV358我没有,因此没有实验,但是OPA2333这个昂贵的运放(相比lm358),效果却没有想象中的好,因此比较失望,换句话说不划算
  O0 n8 O1 L8 ]$ K. h: A" N0 ?0 @3、关于搞负压,我认为会增加元器件的数量,增加DIY的难度,关键是增加负压后,运放是否仍能在0处有较好的表现,我在实验的时候,将LM358的第四脚接了一个锂电池的负极,地接了锂电池的正极,好像效果也不是很好,我上大学时运放部分不及格,不知接法是否有问题,有没有人有实验数据
! Z9 K  P& z; c3 F$ t' F5 c4、关于分段测量的问题目前只是一个想法,原理是利用2个单片机的AD脚,用2个运放,一个放大20倍,一个放大200倍,用放大200倍的对付小电流,没有实验,只是想法而已
3 ?0 x) X+ Q+ W! g
' n/ t; @" H4 z% g. {. a/ ?; h8 p3 T. a

) e/ K5 _5 ?& s9 |
发表于 2013-3-13 19:02 | 显示全部楼层
水平太差,只能羡慕了!
发表于 2013-3-13 19:47 | 显示全部楼层
apachectl 发表于 2013-3-13 18:12 static/image/common/back.gif, F, W! E; V7 b/ v% P3 ~
这个帖子讨论技术的内容太少,终于可以交流下,别光我自己瞎搞,呵呵9 H+ |/ O0 r/ B5 E; E

& F% A8 ]: |* ?2 l7 `我的理解:

  [* O" u4 A  e0 ^/ `& ]看这个电压表很久了,提供你一个相关的制作作做参考,他这个涉及到了你关心的所有问题如分段测量,其实他的硬件部分完全你可以照搬过来% i1 P6 l7 r0 E# _
. Y* T) l/ S. G
http://mirley.firlej.org/miernik_panelowy_zasilacza_symetrycznego
8 F1 N9 ~: R1 H  Q% K) ?* ?8 C) \
 楼主| 发表于 2013-3-13 21:01 | 显示全部楼层
pdwdwdw 发表于 2013-3-13 19:47 static/image/common/back.gif) U6 ?- ~: I8 Q8 G: B# d1 E
看这个电压表很久了,提供你一个相关的制作作做参考,他这个涉及到了你关心的所有问题如分段测量,其实他 ...

& ~* J. ~+ P# t2 U+ ^3 M8 ~) f' h俄语看着真费劲,不过好想这东东是照着电流传感放大器设计的,有现成的芯片,价格偏贵,不过这个文章提供的思路简化后,看能不能有些突破
  r- F* B/ U$ S6 W# d
发表于 2013-3-13 21:25 | 显示全部楼层
apachectl 发表于 2013-3-13 21:01 static/image/common/back.gif. K: Y% g8 h* @2 @8 j  j5 v0 l+ c' ]" i
俄语看着真费劲,不过好想这东东是照着电流传感放大器设计的,有现成的芯片,价格偏贵,不过这个文章提供 ...

* M* }1 n+ W( r7 A0 C呵呵,不要被那看似复杂的电路迷惑,你把他合并简化下,完全可以引用到你现在的制作上,原作者的设计思路很值得你借鉴和学习* R" c$ p9 E) p5 a1 b: d. X7 N8 p8 j
另,不是越贵越性能好的运放就能达到你的要求,在使用前多看看技术手册会对你用很大帮助,里边的典型应用电路就能提供你很多有用的信息,我也是半拉子在这里多说两句不对的话望海涵
' H$ h/ b$ J( b# I) D
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