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简易毫欧表

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简介

使用STC8H1K08单片机配合TL431恒流源制作的一块小尺寸简易毫欧表,主要测量USB-A/C to C/MICROUSB的线缆线阻,同时设置了一个外接接头用于测量线缆

简介:使用STC8H1K08单片机配合TL431恒流源制作的一块小尺寸简易毫欧表,主要测量USB-A/C to C/MICROUSB的线缆线阻,同时设置了一个外接接头用于测量线缆

开源协议

GPL 3.0

创建时间:2023-01-16 08:48:41更新时间:2023-02-01 09:43:26

描述

本工程使用TL431产生一个恒流电流,该电流流经待测线缆时产生一个压降,被INA199进行采集放大后输出到STC8H1K08,经AD转换并计算后在数码管上输出毫欧值。

 

供电部分使用IP5303进行充放电管理,由于待机模式下电流较低会触发IP5303的自动关机,故使用P3.2管脚定时向一个NMOS管发送触发信号,使IP5303的KEY脚接地实现供电保持的效果,同时利用该功能实现了超时自动关机。

 

另外设置了一个模式按钮,进入外测模式下会首先测量外接表笔的阻值,预读取完毕之后会对后续测量的毫欧值减去表笔阻值再显示,即显示的为待测物的阻值。

 

ADC采集每0.5秒一次。

通电正常工作模式时待机慢闪(1Hz)显示“-”,测量值为1000毫欧以内时常亮显示测量值。

 

长按按钮2秒以上进入外测模式,并慢闪等待测量外接表笔阻值,将外接表笔短接后测得的毫欧值将以中闪(2Hz)显示。

此时前2秒的测试结果不稳定会被丢弃,之后两秒内的4次测量值将求平均作为基准,4秒后与基准误差在5%以内的测量值将会录入,待录入4次之后(含基准共8次结果)求平均得到一个有效的外接表笔阻值,进入快闪(4Hz)并显示该阻值。

此时可松开表笔,显示外测模式待机值0,然后就可使用表笔对电阻等进行测量了,显示的是外测物的阻值(不包括表笔)。

 

短按按钮退出外测模式。

 

由于MCU本身只有10位的ADC,也不会有太高精度,但满足日常测量各种USB线缆、导线线缆等大致够用,量程最大显示999毫欧,超过1欧显示值为“---”超量程,而未接入线缆时闪烁显示待机值“-”(外测清零模式时显示待机值0)。

 

由于8H1K本身有个USB下载模式,故正好利用P3.2引脚用一个开关实现了MCU下载模式和正常模式的切换。同时保留了串口针脚,需要的可以使用串口下载。

 

项目本身支持使用8G1K以及8H1K,使用8G1K时R24不焊接,用8H1K时用0欧电阻或者一坨锡把R24连上即可。(附件程序仅支持8H1K)

 

TL431恒流源设置的是40ma恒流值,连接万用表调节R9使电流达到该电流值。40ma是考虑到电流温漂以及待测精度、INA199采集及放大精度的一个折中选择。

40ma时1000毫欧压降为40mv,经INA199采集放大50倍后输出电压2000mv,而TL431向8H1K提供的参考电压为2500mv(实际略低,我的测得2488mv),精度和范围都在合适的区间。

 

使用嘉立创三维猴免费打印的外壳,底部保留了一块电池安装区域,最大支持尺寸宽35高30厚10,不过该外壳很难安装,主要是电源开关SK-22D07拨档太长装不进去需要剪短,但剪太短了又会被外壳阻挡无法手动打开,只能剪到合适的长度强行装进去了。

 

PCB实物图,目前版本进行了小修改,使用TL431的参考端为STC8H1K08的Vref提供参考电压,实测精度更高(我自己的实物版本是用飞线解决的)

数码管使用2.54母排针连接至PCB,方便安装拆卸;外接端子使用免螺丝的按压式接线柱,方便使用

 

测量线缆

 

外测模式

设计图

未生成预览图,请在编辑器重新保存一次

BOM

暂无BOM

3D模型

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暂无数据

附件

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1
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18
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外壳v2_2.stl
18
3
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