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[工仪] 首发:龙乡星华3800V高压表拆解及抄图

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发表于 2024-10-23 11:03:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 微醉 于 2024-10-23 19:33 编辑

    前几天发的帖子《龙乡星华XH37-5-4便携式多功能耐压测试仪拆修和原理图分析并简单测试- 仪表谈谈 数码之家》,其高压表头为独立成品,当时表头是正常的,且单片机是本人的认知盲区,就未拆解跑图。后来有坛友关注这个表,期待出图,主要是想要了解小数点自动移位的控制接法,是哪位坛友我已记不得,回头翻翻也没再看到这个回帖了,不知是隐藏了还是我记错了在别的帖子互动时问及的。
又想起闻太师也曾发帖想要了解这个表的走线,最后也是自己好奇心驱使,忍不住又拆开耐压测试仪,把表头拆解并抄了一下图,发帖供参考。

    进入正题
    表头是三线的4位LED数码电压表,一片SOP-16封装的无字单片机实现电压采样、转换、显示驱动,工作电压4-12V,量程0-100.0V(精度0.1V)、100-3800V(精度1V)两挡自动切换,小数点自动移位显示。
    表头直接内嵌在耐压测试仪面板上端,这是拆下来的面板:

    这是拆出来的表头电路板元件面:

    表头正面就一个4位LED数码管,没有别的元件:

    为了方便跑图,把接线的4针插座塑料架撬下来、把数码管拆了:

    我这水平果然是一拆就废,没有平台钳、没有操作夹具、没有放大镜,偷懒没用热风枪(因没夹具也怕把元件吹得一团糟),就用最小号的捅针+马蹄头硬拆,结果一半的通孔拆废了,有2个还连带撕掉了铜箔走线。
    然后连测带比划先把底层走线和顶层芯片压住的走线标上:

    然后抄图:

    附件是将描板图和原理图合并的文件(下载附件平台要扣55家元,家底薄的坛友想下可到已置顶的2楼有网盘地址,感谢“大师兄”大力支持

    图中单片机管脚名称我标的是连接到的对应功能,不是芯片引脚功能。

    跑完图玩表高手可能就会说原来如此,可对我来说还是不懂。但有一点我看明白了,Q1这个场管是用来切换高压和低压时采样比例的。粗略计算了一下,高压时采样比例约1400倍,低压时采样比例约40倍,居然差这么多,按我的认知水平一直以为小数点就移了一位,采样比例应该是差10倍就正好,要不就是我的计算方法有误?
    Q2-Q5是扫描驱动4位8段数码显示用的我也看明白了,

    还有一点我不明白的是芯片是怎么知道测量电压在100V以上还是以下?这个采样输入是同一引脚,又是自动切换的,在测量电压为0-100V之间,按我的测算比例约40倍采样输入端就是0-2.5V;当测量电压达到100V,这时芯片就要进行量程切换,采样比例也切换为1400倍,这时采样输入端电压会跳变到0.07V左右,这个值又回到了低量程的采样输入范围内,如果芯片依采样值大小来判定量程切换那不是又要切换回低量程了吗?那么芯片的算法设计是不是还同时把输出给Q1控制量程采样比例的④脚电平高低作为判定必要条件?如果是,那么在上电瞬间和切换点附近时会不会出现反复跳变而发生类似振荡的现象?

    再有一点,我如果改变15个3M电阻(减小到480K左右),使采样比例变为1.4左右,是不是就可以当4位显示的mV表用了,当然,这时的表头内阻只有不到2M了。

    我的问题描述可能比较幼稚,坛友不要见笑。

    后面是还原了,前面的工具不得力和偷懒在这里就得还债了。数码管装回去后好几个脚“失联”了,只能在顶面飞线了,没有放大镜,也没用尖头烙铁,我这近视加老花就跟瞎子差不多了,直接就把贴片排阻干连锡了,用了近半个小时才搞开,差点都要放弃了。

    不完美收工!有坛友能推断出这单片机是啥型号的可提供一下。

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发表于 2024-10-23 15:54:01 | 显示全部楼层
老兄辛苦,专门画了这个表头的原理图,让我们这些人享受了现成的果实

就是表头命太苦了,被折腾成了这个样子,老兄的基础设施需要进一步加强啊,工具该买的就买,不能省,省下来的钱会加倍用时间来偿还


原理图PDF我帮老兄上传到网盘了,老兄帮我把帖子置顶,方便后来的坛友下载,论坛下载一个附件要扣55家元,很多坛友可能当场就破产了

链接:https://pan.baidu.com/s/1MwGgqWgZou9vr34g8gBElg?pwd=8139
提取码:8139

CRC32: A05880EC
MD5: 45130026E4F79F168BAB88DB9C6E6BEE
SHA-1: 2D17D635AD7374839B2E7221E3852E81215ABDC7
SHA-256: E06DB5FC1AF270260219F31CD0CEB0ED5F28BE1458F9BA105DEC725FD8D7BFAD

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微醉 + 30 大师兄周全

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发表于 2024-10-23 11:27:22 | 显示全部楼层
非常辛苦啊,加分奖励!
看来高压表不是简单加分压电阻就能解决的,想自制可是没那么容易。

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微醉 + 30 我很贊同

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发表于 2024-10-23 11:27:34 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享!

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微醉 + 6 谢谢支持

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发表于 2024-10-23 12:04:59 | 显示全部楼层
单片机根据AD采样值和当前分压比,可以算出实际电压。高于100V就打开MOS管R16并联R17+VR2,下分压电阻减小,切换到高压档。低于100V就关闭MOS管R16不再并联R17+VR2,下分压电阻增大,切换到低压档。

为了避免100V左右时档位来回切换,程序要增加“滞回特性”(类似于施密特触发器),比如由低变高时,高于110V才切换到高压档,由高变低时,低于90V才切换到低压档。只是打个比方,实际可能比这复杂,怎么实现取决于编程水平。

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微醉 + 30 似乎明白了

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 楼主| 发表于 2024-10-23 12:26:27 | 显示全部楼层
kkdkj 发表于 2024-10-23 11:27
非常辛苦啊,加分奖励!
看来高压表不是简单加分压电阻就能解决的,想自制可是没那么容易。 ...

用普通的表头加分压电阻不知道可不可行。
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发表于 2024-10-23 12:28:05 | 显示全部楼层
这么小的东西,精度还不错,功能也很好,并且作者也卖得很便宜包邮才12块,真是学习和DIY的好对象。

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微醉 + 6 确实做得不错,价也心平气和

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 楼主| 发表于 2024-10-23 12:37:35 | 显示全部楼层
闻太师 发表于 2024-10-23 12:04
单片机根据AD采样值和当前分压比,可以算出实际电压。高于100V就打开MOS管R16并联R17+VR2,下分压电阻减小 ...

也就是说单片机是知道即时的分压比的,所以高低切换的条件是采样值和分压比同时决定的,采样值来自外部、分压比来自内部。

“滞回特性”我有点明白了,这可能涉及高等数学的微积分了,不是我能细钻的了,反正知道了是有算法可以解决切换临界问题的。
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 楼主| 发表于 2024-10-23 12:40:18 | 显示全部楼层
mynew 发表于 2024-10-23 12:28
这么小的东西,精度还不错,功能也很好,并且作者也卖得很便宜包邮才12块,真是学习和DIY的好对象。 ...

确实做得不错,价也心平气和,和一般的4位表头差不多价了。
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发表于 2024-10-23 13:27:48 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
跑图辛苦,以前觉得这个仪器高大上,现在看来百姓化了。

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微醉 + 6 这价格、这性能本来就是平民化的.

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发表于 2024-10-23 13:40:09 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
微醉 发表于 2024-10-23 12:37
也就是说单片机是知道即时的分压比的,所以高低切换的条件是采样值和分压比同时决定的,采样值来自外部、 ...

分压比是电路元件值决定的,就两档,软件知道当前在哪一档上,因为本来就是软件自己控制档位的。滞回特性不涉及微积分,就是指用上下两个阈值来代替一个阈值门限,可以避免信号在门限附近时引起软件切来切去地振荡。

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微醉 + 18 谢谢解答,有点明白了

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发表于 2024-10-23 13:45:22 | 显示全部楼层
非常详细,学习了
楼主还是要入手放大镜,哪怕是个手持的

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微醉 + 6 手持的只能看看,焊接还是得台式的.

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发表于 2024-10-23 13:48:48 | 显示全部楼层
表头看似很简单,不知设计者的思路,要改动还有些无从下手。

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微醉 + 6 反正这种单片机的我是玩不转。.

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发表于 2024-10-23 13:54:45 | 显示全部楼层
楼主太强了,做了我想做的事情,给你一个赞.

这表头关键是单片机和里面的程序,作者选用了不标号单片机感觉像是PIC单片机。并且是内置晶振

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微醉 + 6 呵呵,好奇心害死猫

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发表于 2024-10-23 14:20:20 | 显示全部楼层
详细的图文解释。

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微醉 + 6 谢谢捧场

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发表于 2024-10-23 15:13:49 | 显示全部楼层
价格不 算 贵,精 度还不 错

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微醉 + 6 你抓住了关键

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发表于 2024-10-23 15:27:49 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
单片机15脚是高压检测输入信号(无高压信号即为低压模式,低压是不用检测的),特地加了电容C1,说明它的稳定度对单片机判断非常重要,接下来单片机即可据此信号开、关mos管和各LED驱动三极管,包括分压电阻的改变和显示位数、小数点等改变。仅是个人意见和推断,关键不知道单片机引脚功能和程序。

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微醉 + 30 15脚主要是采样电压输入

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发表于 2024-10-23 15:40:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 闻太师 于 2024-10-23 15:42 编辑
b26359 发表于 2024-10-23 15:27
单片机15脚是高压检测输入信号(无高压信号即为低压模式,低压是不用检测的),特地加了电容C1,说明它的稳 ...

C1应该是做延迟保护的。试想电压从低于100V,突然蹿至一两千伏,如果没有C1,表头还没来得及切换到高压档就直接烧了。有了C1,C1对地电压不能突变,为换档争取了时间。当然也有滤波作用。

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微醉 + 10 我也这么认为

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发表于 2024-10-23 15:52:09 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
闻太师 发表于 2024-10-23 15:40
C1应该是做延迟保护的。试想电压从低于100V,突然蹿至一两千伏,如果没有C1,表头还没来得及切换到高压档 ...

J1-1或R1处是高压吧?经过R1到R15衰减后再进入单片机15 pin应该是很低的值了,否则单片机会损坏,但不管15 pin电压的高低,突变是肯定的
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