配备SD卡的Arduino电压/电流测量仪-电路设计

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简介：
本项目介绍了一款基于Arduino平台并搭载SD卡模块的多功能电压和电流测量装置。用户可通过该设备高效记录与分析电力参数，并支持数据长期存储及后续处理，为电子工程师提供便捷解决方案。该设备允许您将电流、电压和功率值记录到SD卡上。这些数据有助于创建有用的图形。硬件部件包括：跳线（通用）×1个；线性电流传感器×1个；电缆管理工具，带有剥线钳的束线带拆卸工具×1个；Arduino nano R3×1个；SD卡闪存卡及内存插槽各一个；以及一块像素为128 x 64的图形OLED和一颗通用LED、一只电阻（阻值为100欧姆）。对于我的研究项目，我需要一种方法来记录一天中不同组太阳能电池板产生的电压电流和功率。由于无法使用示波器同时记录所有太阳能电池板的数据，因此我设计并创建了一个可以收集所需数据的设备——一个功率记录器，它将生成的电压、电流及功率值存储在外部SD卡上。之后我可以从该SD卡中提取这些数据，并绘制出相应的图形。

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配备SD卡的Arduino电压/电流测量仪-电路设计

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本项目介绍了一款基于Arduino平台并搭载SD卡模块的多功能电压和电流测量装置。用户可通过该设备高效记录与分析电力参数，并支持数据长期存储及后续处理，为电子工程师提供便捷解决方案。该设备允许您将电流、电压和功率值记录到SD卡上。这些数据有助于创建有用的图形。硬件部件包括：跳线（通用）×1个；线性电流传感器×1个；电缆管理工具，带有剥线钳的束线带拆卸工具×1个；Arduino nano R3×1个；SD卡闪存卡及内存插槽各一个；以及一块像素为128 x 64的图形OLED和一颗通用LED、一只电阻（阻值为100欧姆）。对于我的研究项目，我需要一种方法来记录一天中不同组太阳能电池板产生的电压电流和功率。由于无法使用示波器同时记录所有太阳能电池板的数据，因此我设计并创建了一个可以收集所需数据的设备——一个功率记录器，它将生成的电压、电流及功率值存储在外部SD卡上。之后我可以从该SD卡中提取这些数据，并绘制出相应的图形。

基于STM32的USB电压与电流测量仪-电路设计

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本项目基于STM32微控制器设计了一款USB电压和电流测量仪，提供精准的数据采集及显示功能。通过优化电路设计实现高效能低功耗。介绍一款基于STM32的USB电压电流表，它能帮助用户轻松查看充电器是否处于快速充电模式，并且可以方便地测试USB设备功耗或USB充电器输出功率。 **版本更新说明** v1.1-2020/4/15：新增自动屏幕功能。当检测到无电流输出达20秒后，显示屏将自动关闭以保护OLED屏；在屏幕关闭状态下，一旦有电流输入或者手动按下按钮时，屏幕上会立即显示信息。 **产品特性** - 基于STM32F030K6芯片和HAL库代码编写 - 使用GCC编译器开发的项目 - 配备了清晰效果的0.91英寸白色OLED显示屏 - 采用低阻值采样电阻（5mΩ），以减少内部电阻对USB电源效率的影响。 - 支持4.7V至24V宽电压范围，以及0A到5A电流测量能力；可测得Vbus、D+和D-端口的电压及Vbus电流 - 提供功率显示与能量计算功能，并支持内部参考电压源（Vref）或外部参考电压源（AZ431） - 集成了软件校准机制，确保设备在经过校准后能保持较高精度 **使用说明** 该USB电压和电流表具备了简便的软件校准程序来补偿硬件偏差。开机时若持续按压按钮直至屏幕上显示“准备校准”，则可进入校准模式；根据屏幕指示提供标准电压与电流值即可完成整个过程。 **注意事项** 在制作过程中，请注意：不同类型的USB插座（一种是内部触点向下，另一种向上）可以使用相同的PCB布局。若所用的USB插口为下置式，则应将其焊接于板子正面；反之则需置于背面以确保正确连接。示例图片展示了采用下置式USB插头的情况，并且其原理图和PCB设计是针对上触点母插座进行优化的，制作时请特别注意以上细节。

基于单片机的电压和电流测量仪表设计

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本项目致力于开发一款基于单片机技术的电压与电流测量工具。该仪表集成了高精度传感器及数据处理算法，能够实现对电气参数的精确测量，并提供直观的操作界面，适用于工业、科研等多领域应用需求。《基于单片机的电压电流表设计》是一个深入探讨如何利用单片机技术实现电压和电流测量的项目。在这个设计中，单片机扮演着核心控制器的角色，它负责采集信号、处理数据并显示测量结果。 1. 单片机基础：单片机是一种集成在单一芯片上的微型计算机，通常包含CPU、内存、定时器计数器以及IO接口等组件。在电压电流表设计中，单片机如8051或AVR系列用于控制整个系统的运行，处理测量数据并驱动显示屏。 2. 传感器选择与信号调理：测量电压和电流需要适当的传感器，例如电压互感器和电流互感器。这些传感器将物理量转换为电信号以便单片机可以进行处理。信号调理电路可能包括放大、滤波和隔离等步骤，以确保测量的准确性和稳定性。 3. 数据采集与AD转换：测量得到的电压和电流通常是模拟信号，需要通过模数转换器（ADC）将其转化为数字信号供单片机处理。选择合适的ADC并进行配置是关键环节，需考虑分辨率、速度以及噪声性能等因素。 4. 程序设计：使用C或汇编语言编写程序来实现数据采集、计算和显示功能。这些程序包括初始化设置、中断服务程序、采样控制、数据处理及结果显示等模块。良好的编程结构与算法优化有助于提高测量精度和系统响应速度。 5. 原理图与PCB设计：设计原理图时需考虑各个组件间的连接，确保信号传输的准确性；而PCB设计则涉及布局布线以减少电磁干扰、提升系统的可靠性和稳定性。良好的PCB设计能减少信号延迟并提高系统抗干扰能力。 6. 显示界面：通常使用液晶显示器（LCD）或七段数码管显示测量结果，单片机通过IO口控制显示驱动实现数值或指针式读数的呈现。清晰易读且具备单位标识和量程切换功能的设计是理想的。 7. 安全与保护措施：在电流测量中尤其需要注意安全问题，设计时可能包含过载、短路及反接等防护机制；同时合适的电源管理和散热方案也是确保设备长期稳定运行的关键因素。通过以上知识点的学习实践，开发者不仅能掌握基于单片机的电压电流表设计技巧，在嵌入式系统开发、信号处理和硬件设计方面也能得到提升。这个项目是一个很好的学习平台，能够将理论知识与实际应用相结合，并对提高电子工程师的专业技能具有重要意义。

Arduino测量电压

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本项目介绍如何使用Arduino平台测量不同电源的电压值，并将数据通过LED或LCD显示出来，适合电子爱好者入门学习。 Arduino板载测电压程序可以利用单片机内部的AD转换功能进行电压测量，并将结果输出到窗口显示器内。

USB电流和电压监测仪(OLED显示)-电路设计方案

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本设计介绍一款基于OLED显示屏的USB电流与电压监测仪，旨在提供直观且精确的数据展示，适用于电子爱好者及工程师进行电路调试和性能评估。本设备的作用是轻松监控任何USB设备的电流和电压。使用USB监测仪时需将其插入到目标USB设备与电源（如电脑）之间，并确保输入为5V电源及最大支持的电压、电流值。由于该装置没有保护措施，因此建议在使用过程中保持不超过5V的工作环境；对于瞬态高电压或大电流的设备，请注意避免可能烧毁监测仪的风险。硬件部分包括： - Micro USB接口 - 用于切换显示模式（电压/电流）的按钮 - 128*64 OLED显示屏 - UART通信接口 USB监测仪的核心组件为Atmel公司的ATmega32微控制器及德州仪器(TI)生产的INA219高精度双向监控芯片，后者支持I2C协议并具有零漂移特性。附件中包含原理图、代码等相关资料。此款USB监测仪在tindie网站上的售价是$61。

电压测量电路的实用设计

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《电压测量电路的实用设计》一文详细探讨了多种电压测量方法及其实现技巧，提供了从原理到实践的具体指导方案。电压测量电路的基本要求是其应具有高输入阻抗。本段落设计了几种实用的电压测量电路，包括场效应管差分式电路、由高阻型集成运放构成的电路以及由高稳定度与高增益集成运放构成的电路。这些电压测量电路都具备很高的输入阻抗，因此可以有效减少测量误差并提高准确度。

SD卡接口电路设计

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本项目专注于SD卡接口电路的设计与实现，旨在优化数据传输效率和兼容性。通过精心挑选元件及布局规划，确保高速稳定的数据交换，并支持多种电压工作模式以增强设备间的互操作性。 SD卡接口电路的参考设计可以考虑我常用的一个方案。

电流分流与电压测量的隔离式参考设计-电路方案

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本参考设计提供一种用于电流分流和电压测量的隔离式解决方案，适用于需要电气隔离的应用场景。通过先进的电路技术确保信号准确传输的同时保障系统安全。参考设计在C2000 TMS320F28377D Delfino微控制器中实现了AMC130x加强版隔离式Delta-Sigma调制器以及集成式的正弦滤波器，使用户能够评估电机电流、逆变器电压和直流链路电压的性能。该套件包含固件来配置正弦滤波器、设置PLL频率并接收来自正弦滤波器的数据。此设计采用新型AMC130x加强版隔离式Delta-Sigma调制器，对三相电机电流和电压进行隔离式的分流反馈测量，并使用集成在C2000 F2837xD双核Delfino微控制器中的Sinc3数字滤波器。校准准确度为±0.2%，未校准时的误差小于2%；故障保护响应时间少于4uSec。设计中还包括通过运行时GUI对调制器时钟、正弦滤波器参数以及电流和电压波形进行全面性能分析的功能，且经过测试符合IEC61800（EMC要求）标准。此外，附件包含重要的芯片信息如TPS7A30线性稳压器 (LDO)、TLV70424低压降稳压器以及SN6501变压器驱动器等。该设计利用了TI的多种器件：例如TPS55340升压转换器和TPS54232降压转换器，这些器件为系统提供了高效的电源管理。同时，设计还使用了REF3012电压基准、OPA211运算放大器等关键元器件来确保系统的精确度与稳定性。此设计方案不仅展示了AMC130x调制器在电机控制中的应用潜力，同时也突显了F2837xD微控制器的高性能特性。

基于ADuC7061的智能压力测量仪电路设计

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本项目专注于基于ADuC7061微控制器的智能压力测量仪的设计与实现，通过优化硬件配置和软件编程提升精度及稳定性。基于ADI公司ADuC7061的智能压力测量仪介绍：本参考设计采用ADI公司的ADuC7061作为主控芯片（该芯片内嵌ARM7TDMI核心，具备低功耗与精密模拟微控制器的特点），利用其内部缓冲器和放大器功能将板载Epcos压阻传感器产生的差分电压信号转换为数字量。通过内置算法处理这些数据后输出相应的线性或数字化结果，从而实现精确的压力测量。此设计还包含温度及压力的非线性校准程序，确保在-30℃至85℃（受制于所用压力传感器）的工作范围内达到最高可达0.02%系统精度。同时支持通过RS232接口连接PC端进行调试软件操作，便于出厂前设置参数或调整设备性能。硬件部分由ADuC7061主控芯片、Epcos压阻传感器（提供4-20mA输出）、以及上述温度范围内的工作条件构成，并具备压力线性校准和温补功能。用户可以根据实际应用需求选择其他接口，如RS485或HART等。软件方面，则提供了调试与运行两种模式：前者用于ADC测定及稳定性测试；后者则支持对目标传感器的压力/温度点设置、读取数据并完成从ADC值到4-20mA输出的转换。此外还具备不同温条件下压力曲线拟合功能，以优化测量精度。附件内容包括电路设计原理图和PCB PDF文档、硬件物料清单（BOM表）、智能压力传感器应用程序EXE文件以及用户手册；同时附带ADuC7061库函数与代码示例（涵盖IAR及Keil RealView等开发环境）。