[小龙电脑]做了个能与电脑联记录数据LCD1602高精度电压电流功率表效果与AG34401A校准

5x54 · 发表于 2014-1-19 21:59:55

本帖最后由 5x54 于 2014-3-25 17:16 编辑

最近一直在研究给我的几个实验电源做个精度高点的表头，试过数码管，试过液晶玻璃，显示不方便，而且电压和电流要两个屏才可以，经过几次改版最后决定用LCD1602液晶屏，可以一屏显示电压、电流、负载功率、负载电阻或安时容量，一屏能同时显示4项数据，通过按键还可以切换出另外两个功能，够用了。没想到发上来这么多坛友想要研究，就做了一些板子，想要成品或套件的可以联系我。

收了个AG34401A台表，把这段时间研究的电压电流功率表对比下，很满意，达到了预想的效果，几个实验电源终于有合适的表头用了。
原来买的电源壳子是铁皮的，开孔难开，就用3MM厚亚克力板激光雕刻了一些面板装在实验电源上很合适，面板背面喷漆之后更漂亮。
为了能把电压和电流的数据实时记录下来做参考和数据分析，加了串口输出功能，找了个台表的上机软件，可以通过串口直接与电脑连。
后来发现连线太乱太麻烦，为了更方便与电脑连接，还加了蓝牙模块，通过蓝牙传输到电脑上显示电压和电流，记录数据和生成曲线图。

经过多次改版，程序也重写了好几次，目前做的量程改进为电压0-95V电流0-10A版挺稳定，电压和电流使用的是两个18位独立AD芯片完成，分压电阻使用的也是0.1%的低温漂高精度电阻，电流采样使用的是0.01X欧直径1.8MM的锰铜丝(分流器使用的材质)，默认为10A量程（实际电流最大大概能测量16A左右），因为AG34401A台表最大电流只能测到3A，大电流只是与UT61E的万用表简单对比了下线性。。针对这个表头还定制了几个100A的分流器，试了下效果也很好，想要100A量程的装在电动车上也没问题。

基本功能参数：
电压量程：0.0000---95.000V(超量程会有-OVLD-V提示，10V以内显示4位小数，超过10V自动切换为3位小数)
电流量程：±0.0000---9.9999A(超量程会有-OVLD-A提示，10A以内显示4位小数)可以测量正负双向电流
负载功率：000.00---9999.9W(功率在1000W以内显示2位小数，超过1000W自动切换为1位小数)
运行时间：0:00:00---9:59:59(最大计时10小时一个循环)
负载电阻：00.000---99.999R(超量程会有--OVLD-R提示)
输出容量：0.000---999.999Ah(最大统计999.999Ah)

现在功能基本定型，稳定性也很好了，暂时告一段落。以后有空还会再增加两个功能：
1.电压或电流上限和下限控制功能，就可以通过判断电压或电流来控制其他电路或者控制继电器了。
2.研究数控功能，这么高的精度如果用作数控肯定效果非常好，不过，这俩功能没那么快完成。

功能介绍和使用效果视频演示：

设计的效果是这样，USB孔太小了，就没开。

第3次改版PCB双面沉金，接线端子的连接线部分可上锡过大电流。
全部改用锰铜丝做电流采样，温漂更小，电流量程更大。

加入Ah统计功能，试了下使用内部中断计时，还挺准的：

找了个台表的上机位软件，正好有两个显示屏两组数据和两个曲线图，主屏用来显示电压，副屏用来显示电流，真是绝配，可以把数据全部记录下来用于分析，或者生成曲线图。

与AG34401A校准后对比下：

2014-1-22更新：
接线说明.jpg

最后的目的-----制作实验电源：

其实蓝色的液晶屏更漂亮些：
LCD1602蓝屏.jpg

做的实验电源：

映呈 · 发表于 2014-1-19 22:10:07

真不错，有出售吗？

5x54 · 发表于 2014-1-19 22:10:35

本帖最后由 5x54 于 2014-4-17 12:05 编辑

写了个程序可以显示更多数据，功能还在完善中……
下载地址：http://soft.5x54.com/viewthread.php?tid=554
上位机测试.png

yangfei1980 · 发表于 2014-1-19 22:11:47

有套件吗来套玩玩

zhikai_wu · 发表于 2014-1-19 22:22:27

我也一直想做个这样的东西，只想没动手，楼主利害

lising · 发表于 2014-1-19 22:29:22

楼主高手啊！想看看表头的原理图，学习借鉴。一直想做个表头，可是能力有限。

yangfei1980 · 发表于 2014-1-19 22:35:04

5x54 发表于 2014-1-19 22:10
基本正常了，只是还有一个问题没解决：发现电源连续开很长时间之后电压显示有几mV的漂动，然后就很稳定了， ...

发现电源连续开很长时间之后电压显示有几mV的漂动.如果是固定的漂移量。多半是电压取样分压电阻或者表头AD芯片输入基准电压的温度漂移造成的。可以测试开机时候监测电压电阻的电压和AD芯片的输入基准电压，看看有没有漂移！

tanfuhave · 发表于 2014-1-19 23:03:40

这个厉害，

5x54 · 发表于 2014-1-19 23:03:52

套件晚点做几个给同样的爱好者研究，只是现在还有个问题要解决，还在测试。现象是：刚开机最后一位会高大概3-5个字，过一会慢慢降下来之后就很稳定了，也可能是温漂，不过现在已经用的是0.1%低温漂分压电阻了，难道买的电阻有问题？再研究研究…

5x54 · 发表于 2014-1-19 23:05:30

基准是内置的，我记得应该是15ppm/℃

yangfei1980 · 发表于 2014-1-19 23:24:10

5x54 发表于 2014-1-19 23:05
基准是内置的，我记得应该是15ppm/℃

可以在AD取样端直接输入一个稳定度高的电压看看有没有变化。这样不通过电压分压电阻。直接ad转换看看有没有漂移。可能是AD芯片的温度漂移造成的。内部基准稳定以后就没有明显漂移了。或者局部加热元件看看有没有明显变化

得宝 · 发表于 2014-1-20 01:30:21

高手！

woshidianpa · 发表于 2014-1-20 02:42:24

有套件出的话，排队要一套啊

xinjihua · 发表于 2014-1-20 07:48:47

想看看电路图，再确定买套件。

dj2001 · 发表于 2014-1-20 08:07:53

搞软件的人真强悍啊。。。。。。这个世界上的能人太多了。。。。。

5x54 · 发表于 2014-1-20 08:24:53

有想测试的可以联系我，手工做几个带校准功能可以自己重新再校准电压电流的LCD1601版，可以成本价出大概5套，对改进有大帮助的可免单或送一套下次的改进版本，因为要留几个自己用和自己测试，注：1601版只显示电压和电流，因为功能多了就加不了校准程序了。

5x54 · 发表于 2014-1-20 08:43:32

yangfei1980 发表于 2014-1-19 23:24
可以在AD取样端直接输入一个稳定度高的电压看看有没有变化。这样不通过电压分压电阻。直接ad转换看看有没 ...

没那么小的稳定信号，实验电源输出的小电压信号本身就漂，直接给AD供电不能判断。

kingsabbit · 发表于 2014-1-20 08:44:11

赞一下，非常不错

5x54 · 发表于 2014-1-20 08:46:10

xinjihua 发表于 2014-1-20 07:48
想看看电路图，再确定买套件。

就AD芯片采集电压直接传给单片机，单片机接收处理后显示出来就完了。

atl0402 · 发表于 2014-1-20 08:51:29

怎么还多4跟线呀,串口输出吗

y_u_a_n_l_a_i · 发表于 2014-1-20 10:16:16

动手能力不错，提个建议，画PCB以后记得要倒角，板子小倒个1mm半径的小圆角，板子大倒2.5~5mm的圆角。倒角不伤手，倒角好习惯。

cxrcxr · 发表于 2014-1-20 13:17:15

一直对会软件的兄弟很佩服！！

pitymao · 发表于 2014-1-20 14:05:41

排队要一套

yqjyy · 发表于 2014-1-21 16:41:05

我也想要套件

5x54 · 发表于 2014-1-22 12:42:44

本帖最后由 5x54 于 2014-1-22 13:00 编辑

2014-1-22更新接线说明和最终效果：

重新买了些DALE 0.02欧1%的无感电阻做电流采样，把程序改了下校准方式，改成3键微调，这样就能用LCD1602的屏了，而且又能在任意电压做参考时微调校准（最好是5V(校准10V量程档)和20V(校准50V量程档)两档校准电压，1A校准电流），只要把显示的电压与电压源微调成一致就可以了，不需要特意找10.0000这样高精度的电压值校准了（当然，如果有基准做参数校准更好），总算满意了。

功能参数：
电压量程：0.0000---50.000V(超量程会有-OVLD-V提示)
电流量程：±0.0000---9.9999A(超量程会有-OVLD-A提示)可以测量正负双向电流
负载功率：000.00---650.00W(没有超量程提示)
负载电阻：00.000---99.999R(超量程会有--OVLD-R提示)

电流档对比：

filebeta · 发表于 2014-1-23 09:36:17

请问楼主，这个输入有做过压保护吗？

5x54 · 发表于 2014-1-23 11:35:09

filebeta 发表于 2014-1-23 09:36
请问楼主，这个输入有做过压保护吗？

没有过压保护，超量程会有提示，最好不要超量程使用，否则有可能直接损坏AD芯片。
不过说的是50V10A量程，实际上电压可以到53V左右，电流因为没太大电流测试，理论上应该能到12A左右。所以用在50V10A以内都没问题。

gaoping561 · 发表于 2014-1-28 15:45:04

这个要支持下，等套件

映呈 · 发表于 2014-2-8 22:36:03

等成品！！！！！

blackspider_e · 发表于 2014-2-10 09:18:47

这个上位机不错

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