内阻仪-N次重制版

飞向狙沙 · 发表于 2024-3-29 11:37:13

去年五月参考一乐“GandF”大神的电路做了一版三线方波版内阻仪，因为模电水平太菜，交流信号处理也是一知半解，测试结果相当不理想，后来做了方波四线版，效果依旧稀烂，一方面太忙一方面没信心，就有点放弃了，但是又没完全放弃，后来看了@yjmwxwx大神的内阻仪，又考虑要不要继续做下去，再然后又机缘巧合看到票总的内阻仪电路，研究了下实际上和yjmwxwx的差不多，或者说实际上1KHz的交流内阻仪电路都差不多，那就再继续玩吧，至于最近很火的TS457内阻仪我为啥不买，而要自己搞，因为我没需求，就是单纯的想玩

之前的方波三线版：DIY个内阻测试仪-三线版V0.1 - 我爱单片机数码之家 (mydigit.cn)

本次diy硬件电路参考票总的电路改的，软件因为没开源所以纯自己撸的，实际精度一般，还是个半成品，只做了个最基础的内阻测量功能，校准、测压、档位、UI统统没做，后续以年为单位慢慢调吧

测量范围：
测压：100v（未完成）
1档阻值：150mΩ
2档阻值：2.7Ω（未完成）

外观，立创eda生成的外壳，三维猴树脂打印，到手自喷漆，喷漆效果不忍直视

三按键，目前只用了一个开关机，后期功能完善了再规划按键作用

实际大小

背面，中间孔是uart下载按键，实际就是boot0，下载方式swd或者串口

10mΩ电阻测量9.58

20mΩ电阻测量19.22

50mΩ电阻测量48.16

短接

100mΩ电阻测量97.52

pdd的刮码亿纬18650，记得网友测得基本都是14左右，测试结果13.8，这里因为双手测量没法拍照，单手测量尾部接触有问题，14.9

山寨鼠标拆机的14500，直接100

按键帽用的6*6按键拆帽，高5应该正好，手里的不合适，用光固化树脂增高了一点

正面，屏幕用的0.96寸80*160的LCD，因为便宜，记得淘宝红包一块多买的，比单色oled都便宜

背面，电容因为手里没有，临时用了低压的应付事，调试好了再替换，调试不好就省钱了

飞向狙沙 · 发表于 2024-3-29 11:37:47

本帖最后由飞向狙沙于 2024-3-29 12:02 编辑

时钟实际用的内部RC，所以晶振不用贴

开关机电路

3.3V供电，U6用作数字电路，U7用作模拟电路，同时提供1.65V电压基准，目前都是贴的TPPT9013,并且没做基准采样调整，后边会换成REF3033测试，U13因为手里元件不够所以贴了一片LMV612，有点掉档次

电池电压采样，100倍缩放后ADC采样或者SC1237采样，正反接都能测量，就是ADC的话12位分辨率有点不够用

恒流源和交流放大电路，通过DAC产生正弦波，R35 R36并联50Ω电流采样电阻，由U10生成恒流，这里实际上有一个点不是太明白，对于这种恒流交流，大家说的10mA到底是指幅值呢还是有效值呢，万用表实测恒流值14.2mA，应该是有效值，那换算成幅值就是20mA？实际后续fft计算也使用的幅值

交流信号经过C22 C23隔直接入待测电阻，采样信号经过C24 C25隔直后进入仪表放大器，18倍一级放大，然后再通过U12.2进行18倍二级放大，总放大倍数324倍

飞向狙沙 · 发表于 2024-3-29 11:38:10

本帖最后由飞向狙沙于 2024-3-29 12:18 编辑

通过ADC+DMA 160KHz频率采样1280个点，然后5个点一组滤波，去掉最大值去掉最小值剩下3个值求平均得到256个点，然后使用stm32的fft库进行傅里叶变换
滤波算法，实际上这里设想的是通过判断最大值来区分使用一级放大还是二级放大，但是进行ADC+DMA顺序采样时发现有问题，按照通道1-通道2的顺序配置，但是实际采样结果有时候1在前，有时候2在前，感觉自己的ADC配置有问题，临时只处理2级采样

void rawDataProcessing(){
uint16_t max,min;
uint32_t sum;
//¼ì²éÊý¾Ý,È·¶¨·Å´ó¼¶±ð
ZOOM_LEVEL=2;
for(uint8_t i=0;i<160;i++){
if(ADC_Value[i]>ADC_OVERFLOW_MAX){
ZOOM_LEVEL=1;
break;
}
}
//printf("level:%d",ZOOM_LEVEL);
//ÂË²¨ È¥³ý×î´óÖµ ×îÐ¡Öµ ÇóÆ½¾ù
for(uint16_t i = 0; i < ADC_POINTS; i+=5)
{
uint16_t pos = i;
sum=ADC_Value[pos];
max=sum;
min=sum;
for(uint16_t j=1;j<5;j++){
uint16_t temp=ADC_Value[pos+j];
sum+=temp;
if(max<temp){
max=temp;
}
else if(min>temp){
min=temp;
}
}
FFT_DataIn[i/5]=(sum-max-min)/3;
//printf("ADCF:%u\r\n",FFT_DataIn[i/5]);
}
}

复制代码

256点的fft，函数没啥好说的，官方提供的库，汇编写的

cr4_fft_256_stm32(FFT_DataOut,FFT_DataIn,FFT_POINTS);

复制代码

160kHz频率采样滤波，1kHz分量正好落在第8个点上，然后按照理想值硬算

int16_t X,Y;
X=FFT_DataOut[8]&0xffff;
Y=FFT_DataOut[8]>>16;
float val=sqrt((float)(X*X+Y*Y))*2;
sumVal+=val;
sumCount++;
if(sumCount==10){
sumCount=0;
sumVal/=10;
LCD_ShowFloatNum1(0,0,sumVal,8,RED,WHITE,16);
printf("val:%f",sumVal);
sumVal=sumVal*3.3/4096/18/18/0.02/2;
LCD_ShowFloatNum1(16 ,30,sumVal*1000,5,RED,WHITE,16);
printf(",R:%.3f\r\n",sumVal);
sumVal=0;
}
HAL_ADC_Stop_DMA(&hadc1);
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)ADC_Value,ADC_POINTS);

复制代码

整体硬件和软件工程太烂，调试的还不咋地，先不开源了，如果有大佬过来技术扶贫或者调试的差不多了再开源

猪小呆 · 发表于 2024-3-29 11:45:27

大神能否帮忙分析一下这个电路的原理：
https://www.mydigit.cn/thread-443933-1-1.html
完整的电路见这个帖子：
https://www.mydigit.cn/thread-441377-1-1.html

xuguangqi08 · 发表于 2024-3-29 12:29:40

很不错！！

st911 · 发表于 2024-3-29 12:31:01

只有流口水的份

飞向狙沙 · 发表于 2024-3-29 13:15:19

猪小呆发表于 2024-3-29 11:45
大神能否帮忙分析一下这个电路的原理：
https://www.mydigit.cn/thread-443933-1-1.html
完整的电路见这个 ...

猜测U1 18脚提供基准电压，3脚提供DAC正弦波，R2作为采样电阻，U1.1作为恒流源，采样信号经过C3C4直接进入U1，U1内部应该有个可编程运放，软件是核心，这个无解

人艰不拆了 · 发表于 2024-3-29 13:30:01

飞向狙沙发表于 2024-3-29 13:15
猜测U1 18脚提供基准电压，3脚提供DAC正弦波，R2作为采样电阻，U1.1作为恒流源，采样信号经过C3C4直接进 ...

哈哈，小心绿猪偷家

猪小呆 · 发表于 2024-3-29 13:31:53

飞向狙沙发表于 2024-3-29 13:15
猜测U1 18脚提供基准电压，3脚提供DAC正弦波，R2作为采样电阻，U1.1作为恒流源，采样信号经过C3C4直接进 ...

原理应该就是你说的，但是它这个也是1K方波的，单片机型号已经找到了是BH66F5242，关键是它这个电路真的是非常简单，精度却很高，大神可以研究一下能不能自己写程序，估计你写起来应该很容易：
https://www.mydigit.cn/thread-442660-1-1.html

飞向狙沙 · 发表于 2024-3-29 13:49:25

猪小呆发表于 2024-3-29 13:31
原理应该就是你说的，但是它这个也是1K方波的，单片机型号已经找到了是BH66F5242，关键是它这个电路真的是 ...

是的，电路复杂主要是放大电路，直接使用带PGA的单片机可以省掉这部分电路，整体就会简单很多，我水平不够，精力也有限，就这个都是做一天放一周的慢慢折腾，暂时搞不了其他的了

xxh2003 · 发表于 2024-3-29 13:49:54

人艰不拆了发表于 2024-3-29 13:30
哈哈，小心绿猪偷家

不是偷家了。应是逆设计，毕竟@猪小呆是认真花费了大量的时间心机去找到了对就有芯片型号出来了。

xxh2003 · 发表于 2024-3-29 14:11:07

本帖最后由 xxh2003 于 2024-3-29 14:13 编辑

猪小呆发表于 2024-3-29 11:45
大神能否帮忙分析一下这个电路的原理：
https://www.mydigit.cn/thread-443933-1-1.html
完整的电路见这个 ...

1、你将V+、V-的测量，分开两路画出来，就清楚很多了。一路是直接分压测量的，另一路是经电容隔直测量的。

2、单片机的18脚，输出一个1.25V的电压。

3、单片机的20脚，输出一个2.60V的电压。

4、单片机的 3脚，输出一个频率1K左右的方波。

5、单片机的 6脚，用来启动采样的。

以上，是我实测分析出来的，@猪小呆、 @飞向狙沙，你们再结合@esp888 的ts457组装、使用中注意…来看看。