#第七届立创电赛#功率计计 - 立创电子设计大赛

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<div class="document"> 注：* 为必填项 请在报名阶段填写 ↓ <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height:1.8;">* 1、项目功能介绍</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2">可以测量工作时候的电压和电流，还有功率。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height:1.8;">*2、项目特性</h3> <ul><li>0.91寸OLED屏幕，显示效果清晰小巧；</li> <li>PCB板子适配公版外壳；</li> <li>采用低阻值采样电阻，防止过高的内阻影响USB供电效率；</li> <li>最大电压测量支持：6V</li> <li>最大测量电流：2.8A</li> <li>支持功率显示</li> </ul> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height:1.8;">*3、硬件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2">主控： N32G430C8L7 微控制器产品采用高性能 32 位 ARM Cortex™-M4F 内核，集成浮点运算单元（FPU）和数字信号处理（DSP），支持并行计算指令。最高工作主频 128MHz，集成高达64KB片内加密存储Flash，并支持多用户分区权限管理，支持16KB 的嵌入式 SRAM。内置一个内部高速 AHB 总线，两个低速外设时钟总线 APB 及总线矩阵，支持40个可复用 I/Os，提供丰富的高性能模拟接口，包括1个12位 4.7Msps ADC，支持16个外部输入通道和3个内部通道，同时提供多种数字通信接口，包括 4个U(S)ART、2个I2C、2个SPI/I2S、1个CAN 2.0B通信接口。N32G430C8L7 微控制器产品可稳定工作于-40°C 至+105°C的温度范围，供电电压2.4V至3.6V，提供多种功耗模式供用。 主控 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/kA41rE8TZZdO0v65W3wSH7huwAxHU3dtGgOmQrdU.jpeg" alt="" width="571" height="468"> 复位电路 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/UKqIBjLlxjoSbMlggTPYmlwqAohCBfU4yuZNShTu.jpeg" alt="" width="308" height="293"> BOOT选择 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/Vv8wEZl31B3TroEKWyxVLiqqX2cJKTrZIgyapRTL.jpeg" alt="" width="400" height="327"> 串口及调试接口 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/ZvMX7AdF34Zq3aVPFoUd3DrNQ3f6abu8KnQOIs5P.jpeg" alt="" width="167" height="153"> 电流采样电路 电流采样部分的是INA199B1DCKR电流感应放大器，（也称为电流传感放大器）常用于过流保护、针对系统优化的精密电流测量或闭环反馈电路。该系列器件可在独立于电源电压的–0.3V至 26V共模电压下感应分流电阻器上的电压降。共有三种固定增益可供选择：50V/V、100V/V和 200V/V。该系列器件采用零漂移架构，偏移较低，因此在进行电流感测时能够将分流电阻器两端的最大压降保持在最低10mV的满量程。参数如下： <ul><li>共模范围：–0.3V至26V</li> <li>偏移电压：±150μV（最大值）</li> <li>支持 10mV 满量程分流压降</li> <li>静态电流：100μA（最大值</li> </ul> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/YLcRsM9GhKgSRbz9nEJ6sEDD9TXXoCNZhqN6VGg9.jpeg" alt="" width="451" height="305"> 降压电路 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/x4tfgcmjl11uIYfGUUiUVjaUTpP9HFVsvlHb7t1Y.jpeg" alt="" width="656" height="356"> 电压采样 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/UT31a3NfNyUKSs1Hx1f1dTUO19X3QWbSqeI5SVxw.jpeg" alt="" width="129" height="266"> <h2>电流采样、USB输入/输出</h2> <h3>USB输入/输出</h3> USB输入端使用的是一个Type-A的公头，输入的是5V的电压，此接口最大支持3A的输出，再大一点就有点发热了，建议不要超过3A的电流，如需使用更大的电流，请更换Type-A的公头。 <img src="https://image.lceda.cn/pullimage/YmNvPeAs86CZxiQzItKF9SCLchSBb4NTYNV7m7dt.png" alt="图片.png"> USB输出端使用的是一个4P沉板的母座，为了适配公版外壳使用，这个母座最大的额定电流是1.5A,实测到2.5A，但不适合长期工作在这个电流下，如需使用更大的电流，请自行更换。 <img src="https://image.lceda.cn/pullimage/S5AvissVOGq93repSJFonKTfhIJWqHU5Didx4Wwq.png" alt="图片.png"> <h3>电流采样</h3> 电流采样部分的是INA199B1DCKR电流感应放大器，（也称为电流传感放大器）常用于过流保护、针对系统优化的精密电流测量或闭环反馈电路。该系列器件可在独立于电源电压的–0.3V至 26V共模电压下感应分流电阻器上的电压降。共有三种固定增益可供选择：50V/V、100V/V和 200V/V。该系列器件采用零漂移架构，偏移较低，因此在进行电流感测时能够将分流电阻器两端的最大压降保持在最低10mV的满量程。参数如下： <ul><li>共模范围：–0.3V至26V</li> <li>偏移电压：±150μV（最大值）</li> <li>支持 10mV 满量程分流压降</li> <li>静态电流：100μA（最大值）</li> </ul><h3>采样电阻选择</h3> 在电流路径中以串联的方式插入一个低阻值的检测电阻会形成一个小的电压降，该压降可被放大从而被当作一个正比于电流的信号。然而，根据具体应用环境和检测电阻的位置，这种技术将对检测放大器造成不同的挑战。一般采样电阻的电阻值在1欧姆以下，属于毫欧级无感应电阻，但有些电阻，有采样电压等要求，必须选择大电阻值电阻，但电阻基数大，误差大。在这种情况下，需要选择高精度的无感应电阻(可达到0.01%精度，即万分之一精度)，使取样数据非常可靠。贴片的超低电阻值电阻(0.0005欧姆、2毫欧、3毫欧、10毫欧等)、贴片合金电阻、大功率电阻(20W、30W、35W、50W、100W)等产品，温度系数为正负5PPM。 <h4>采样方式</h4> <ul><li>此采样使用的是低边采样的方式，也就是采样电阻接在GND的回路上，此设计可以在差分信号送入运放的时候，运算完整的差分、跟随、放大、输出。如果使用高边采样，也就是采样电阻放置在电源和负载之间的高位，虽然这种放置方式不仅消除了低边检测方案中产生的地线干扰，还能检测到电池到系统地的意外短路，但是高边检测要求检测放大器处理接近电源电压的共模电压。这种共模电压值范围很宽，从监视处理器内核电压要求的电平(约1V)到在工业、汽车和电信应用常见的数百伏电压不等。应用案例包括典型笔记本电脑的电池电压(17到20V)，汽车应用中的12V、24V或48V电池，48V电信应用，高压电机控制应用，用于雪崩二极管和PIN二极管的电流检测以及高压LED背光灯等。因此，高边电流检测的一个重要优势，那就是检测放大器具备处理较大共模电压的能力。 所以，采样电阻加运放的电流采样方法，最好是在低端进行。虽然，低端采样，由于共地干扰的原因会影响信号的纹波情况。但是相对高端来说，方案简单易行，成本低，可靠度高。</li> </ul>说明： 如果INA199B1DCKR的库存不足，可以更换INA199A3DCKT此款芯片，需要注意的是，INA199B1DCKR的放大倍率是50，使用其他倍率的需要重新修改程序校准。 <img src="https://image.lceda.cn/pullimage/fQ9Y0MFqTosy6CKslT2ygN2HWlshuLsOk2nNeql2.png" alt="图片.png"> <h2>OLED显示模块</h2> oled显示采用iic通信，淘宝上面12块多，这个质量挺好的，很不错 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/YY7j5MVwVSxxjSPmZY4NPft61gtGxg2Ia0RP5YVm.jpeg" alt="" width="1080" height="565"> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height:1.8;">*4、软件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"><ul><li>编译器：ARM Compiler version 5 (-O0)</li> <li>MDK版本：5.31</li> <li>调试器：ST-Link V2</li> </ul> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height:1.8;">* 5、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/R0vb5w8JCMf2y54BGBSs1JrR7aZxQ6xjlJcEOuzG.jpeg" alt="" width="200" height="434"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/bKHGPhA45ZE0lLG6Y6XEpTRPdFzzkZlZ4ZEpXy0L.jpeg" alt="" width="211" height="457"> 更多详情：<a href="/posts/06c94d90c2c447dfbd9ed7339ff4a5b1" target="_blank">https://diy.szlcsc.com/posts/d76d9cb41705430e9a54e7a5feed07a5</a> </div>