数字直流功率计

一、产品概述

1、采用16位模数转换器ADS1115，具有1最低有效位的最大非线性。

2、采用INA180专用电流采样放大器。

3、主控采用STC8H8K64U单片机。

4、显示采用0.96寸OLED显示屏，显示清晰直观，BOM表中未含有，请自备或购买。具体参数见产品参数5，购买连接见附件。

二、产品参数

1、 设计外接供电输入：6~30VDC。需求电流约20mA（12V时），5.0mm接线端子接入，带接反保护。

2、 设计电压测量范围：单极性直流0~100V。分辨率0.01V，输入阻抗1MΩ，初始精度0.2%FS，使用一个5.0mm接线端子输入。

3、 设计电流测量范围：单极性直流0~2.5A。分辨率0.1mA，取样电阻0.04Ω，初始精度1%FS，使用一个5.0mm接线端子引出。

4、 设计功率测量范围0~250W，分辨率0.01W，由电压电流值运算得到；

5、 OLED为IIC接口，SSD1306驱动，从机地址0x78，3.3供电，管脚排列左至右为GND脚、VCC脚、SCL脚、SDA脚。

6、 PCB尺寸：65×40mm,双面板，元件单面排布。

三、使用说明

1、 为模块接入电源（注意正负极，有防接反保护），需求电压、电流符合参数要求。在测量电压小于30V时，可选择自供电或外接供电；自供电指模块电源取自测量输入端口，既测量电压也提供电源，使用自供电时将SW1拨到DCin位置，使用外接供电时将SW1拨到DC1位置，并且确认输入电压和供电模式开关设置正确后才可上电。

2、 将待测电源输入接到DCin功率输入端子，注意正负极，无接反保护。

3、 将待测负载接到DCout功率输出端子，注意正负极，无接反保护。

4、 模块上电，OLDE屏点亮显示当前数据。第一行显示测量电压值，第二行显示测量电流值，第三行显示计算功率值。

四、备注

1、成本构成

元器件成本：¥ 15元（不含PCB，发稿时某宝购买价格）

其他外设OLED：¥ 15元

总计：¥30 元

2、细节备注

1、 烧录需要准备CH340 USB转串口模块，请自备。

2、 本模块需要下载代码驱动（硬件+软件），提供hex文件供烧录，代码开源供功能演示和学习使用。代码用KEIL4开发，工程名为Digital_power_meter.uvproj。详见附件。

3、 代码烧录文件使用STC官方烧录软件以串口下载方式烧录，软件及烧录教程在附件中。

4、为保证测量精度，请以下电阻使用1%精度，50ppm温漂，功率>2W及以上性能： R4；请以下电阻使用0.1%精度25ppm温漂及以上性能：R1、R2。

3、注意事项

模块主要原理为测量输入端口的电压，并在功率输入和输出端口之间有取样电阻以测量回路电流，并将电压和电流作数学运算得到功率值。模块设计了自供电和外部供电两种模式，但请注意不是所有情况均可选用自供电模式，仅在测量电压在6~30V时可选用自供电模式，而不需要外接电源，在测量电压大于30V时，超过了板载降压模块的耐压（极限耐压60V，30~50V能工作但供电不稳时影响寿命，因此这里限制30V），会烧毁降压芯片；测量电压小于6V时，电压过低，板载降压模组无法工作。因此在测量电压区间不在6~30V范围的请使用DC1单独供电。另外模块采用单电源设计，单极性测量。受限于元器件不是真正的轨到轨，存在测量零时的失真；无论电压或测量电流均存在接近0测量时不准确，如表现为测量真正0V时显示为0.08V。模块最高支持100V电压测量，并且远超安全电压36V，接近或超过安全电压使用时务必注意用电安全，不推荐无电学基础人士使用和调试，发生任何意外与本人无关。

五、测试视频

视频首先演示了模块使用自供电后切换到外接电源两种模式的使用情况；然后模块展示了自供电下的测量情况，24V开关电源为模块供电，输出接到一个恒流模块（可以理解为电子负载）上，可调整负载电流。并在负载回路中串联万用表以测量实际电流，改变恒流模块电流后对比模块测量显示的电压和电流以及功率值，万用表分别使用200mA和20A档，测量误差可参考（万用表型号UT39E+,四位半分辨率）。最后特写显示万用表测量值和模块测量值的差压。

六、更新日志

V1.0 首次上传