1.产品简介:
该设计提供了一款体积小巧、成本低的4-20mA信号测试工装模块,该工装模块可以跟任意的4-20mA信号通讯的产品连接。用户可以根据需要,灵活改变程序中的参数从而将该模块应用在不同的4-20mA信号产品测试上。
2.应用场景:
在工业产品中,4-20mA模拟信号输出是一种应用比较广泛的输出信号,当客户或者工程师在测试时,往往需要使用万用表、电源、电源线搭建测试工具测试电流值,还要经过计算得到产品的有用数值,在批量测试中或客户使用时显得非常麻烦。
这个工装可以将2路4-20mA信号准确读取并分别显示出来,在程序里做简单处理后,也可以直接显示出产品的有用数值。给批量测试过程或者客户测试带来极大的方便,提高效率。
3.产品概述:
该工装模块可以准确读取出2路4-20mA的电流模拟信号,然后通过液晶屏分别显示出来,也可以在程序里做公式计算,直接显示出自己想要的电流值对应关系的数值;
该工装使用灵活,用户可以根据需要,灵活改变程序中的参数从而将该模块应用在不同的4-20mA信号产品测试上。
4.产品参数:
- 工作电压:+5V DC
- 工作电流:17mA
- 模块输入信号:4-20mA信号
- 供电接口:Type-C
- 主芯片:STC8H1K08 TSSOP-20
- 电源芯片:AMS11170-3.3V
- AD芯片:MCP3421 18位高精度
- 屏幕:0.96寸蓝色液晶屏(IIC通信)
- 通讯端子座:KF2EDG 3.81MM插拔式pcb接线端子弯直针+插座4p
- 电源端子座:接线端子 KF350 2P 间距3.5MM 可拼接 螺钉式
- PCB尺寸:70mm*30mm
5.使用说明:
该模块的TypeC接口电源只给模块本身供电,没有给待测产品供电,所以右上角的2P端子必须要外接合适的电源,来给待测产品供电。
如果要更换待测产品类型,或者要更改电流对应的数值关系,需要更改软件程序里的一些参数内容,然后给该模块重新烧录程序,烧录之后就能测试新的产品,或者显示新的参数数值(4-20mA电流与该数值有一定的比列关系)。
如果要提高测试的精确度,可以把BOM表中的R2、R6使用100Ω±0.1%精度,这样减小电阻阻值偏差带来的影响,使得到的数据可以更加精准。
硬件结构描述如下:

- 如图为该电路模块正面的3D示意图,从正面图中可以看出:左边是Typec接口,中间是0.96寸液晶屏幕,右端的2P端子为待测试产品供电的直流电源输入,可以输入0-24V电源;右端的4P端子为待测试产品的接线端子,接线顺序由上至下依次是:通道2、VCC、通道1、VCC。

2.如上图为该电路模块背面的3D示意图,从正面图中可以看出:左边是电源降压电路,中间是主芯片STC8H1K08,中间的上下2侧是2个18位高精度的AD芯片。
6.备注:
本模块是需要下载代码驱动的(硬加软),详细的代码文件请在附件中查看
代码下载方式(编译软件+烧录器下载方式):
- 本模块需要配合软件使用,附件中提供源码,可供二次开发;
- 本模块应用需使用Keil 5.exe软件编译、stc-isp-v6.88J.exe软件烧录。
项目成本:
- 所有芯片采用通用型芯片,成本低
- 预估小批量(20PCS)平均单价在45元左右(所有物料,含PCB)
该模块的全套资料已经上传到附件,附件内容:原理图、PCB文件,BOM表,源程序代码等。
7.测试视频:
以下视频是使用工装模块读取温湿度传感器并显示在屏幕上的示例:
视频中演示了该工装模块读取了温湿度传感器的2组4-20mA电流数据,电流数据对应的温湿度数值显示在了液晶屏上。本测试代码在附件的源代码中。