支持BLE的元器件特性测试仪

硬禾学堂新推出基于CH579（支持BLE的Arm Cortex M0控制器）的元器件测试仪DIY套件，旨在鼓励高校的同学、行业工程师通过嵌入式系统编程深度熟悉元器件的特性，并激发同学们的学习兴趣。

3D效果图（使用KiCad设计）

已实现的简单功能的演示

comp_tester.png

功能框图

元器件特性测试仪的原理图

1. 功能特性

  • 采用硬禾学堂设计的16管脚的CH579最小系统板
    • 集成BLE无线通讯的ARM内核32位微控制器
    • 内置串行12位ADC
  • 采用0.96寸、I2C接口的OLED显示
  • 一个按键启动测试
  • 三只管脚通过杜邦线连接外部待测器件

2. 设计资料

3. 相关资源

  • 挂在钥匙链上的元器件测试仪
  • Akshay Baweja基于Arduino Uno制作的元器件测试仪
  • AVR-Transistortest - 使用ATmega8, ATmega168, ATmega328或ATmega644以及ATmega1284处理器
    • 资源页面
    • 原理图
    • 三极管测试仪简述
    • 三极管测试仪的工作原理介绍 - 手册
    • 主要特性：
      • 支持ATmega8、ATmega168、ATmega328或ATmega644以及ATmega1284处理器
      • 结果可显示在2×16或4×20字符的LCD上.
      • 也可显示在控制器为ST7565、NT7108或ST7920的LCD显示屏上. 支持控制器为SSD1306、通过SPI或I2C接口的OLED显示屏
      • 一键操作并可以自动关电
      • 三个测试端口以增加其通用性
      • 自动检测NPN、PNP、N- 或 P-沟MOSFET、JFET、二极管以及小的晶闸管、TRIAC.
      • 自动检测管脚的分配，被测的器件可以任意连接到测试端口
      • 对于三极管以及达林顿管，可以测量其hFE以及基极到发射极的压降
      • 对于三极管和MOSFET可以自动检测以及保护
      • 双极结型晶体管被检测为带有寄生晶体管的晶体管（NPNp = NPN +寄生PNP）。
      • 最多可测量两个电阻，分辨率低至0.1Ω。 测量范围最大为50兆欧（MΩ）。 如果使用ATmega168/328，将使用ESR方法测量10Ω以下的电阻，分辨率为0.01Ω。 当心：分辨率不是准确性。
      • 可以以低至1pF的分辨率测量35pF至100mF范围内的电容器。
      • 如果处理器至少具有32K闪存，则对于容量小于100pF的电容器，可以使用Pieter-Tjerk的sampled ADC方法获得高达0.01pF的分辨率。
      • 电阻器和电容器将显示其各自的符号，引脚号和值。
      • 还将显示最多两个二极管，其正确对齐的符号、引脚号和电压降。
      • 如果是单个二极管，还将测量寄生电容和反向电流。
      • 对于ATmega168/328，可以进行零电容，零电阻和其他参数的自校准。
      • 对于ATmega168/328，还可以检测和测量0.01mH至20H的电感。
      • 如果您的处理器至少具有32K闪存，则可以使用sample ADC方法使用已知容量的并联电容器测量较小的电感。显示了谐振频率和计算出的电感值，以及质量因数。
      • 对于ATmega168/328，内置了大于20nF的电容器的ESR（等效串联电阻）测量。分辨率为0.01Ω。对于较低的容量值，ESR结果的准确性会变差。
      • 对于ATmega168/328，电容器的损耗要大于5nF，这样就可以估计其Q因子。
      • 对于ATmega328，长按（>0.5s）即可达到菜单功能。短按将切换至下一个功能。长按可以启动该功能。到目前为止的内置函数列表：
        • 在PD4引脚上的频率测量。此引脚也用于LCD，并将切换到输入（High-Z）进行测量。频率测量1秒钟。如果低于25kHz，则将测量周期以提高精度。分辨率降至0.001 mHz。
        • 如果未用于串行输出，则在引脚PC3上进行电压测量。由于ATmega328具有32个引脚(PLCC)，因此也可以使用ADC6或ADC7。使用10:1分压器，因此可以测量高达50 V的电压。使用附加的DC-DC转换器，也可以测量齐纳二极管。
        • 在端口TP2上产生频率。连接到PB2引脚的680欧姆电阻可用于在端口TP2产生1Hz至2MHz的信号。 TP1端口接地。
        • 在端口TP2上具有固定频率的可变PWM(脉冲宽度调制)。 10位计数器。 TP1端口接地。短按将脉冲宽度增加1％，长按将增加10％。
        • 有单独的电容和ESR测量。通常可以在线测量2µF至50mF的电容器。您必须事先确保电容器不再保持电荷。

4. 来自沁恒的参考设计：

基于CH579的手持万用表源代码

  1. 系统上电后，显示屏显示系统名字画面；
  2. 连接蓝牙，蓝牙名称为“Pocket Multimeter“，密码为“000000”，可以配合沁恒开发的蓝牙调试助手使用数据包长度需要设置为57以上，不连接蓝牙也能使用；
  3. 将测试表笔与器件引脚任意连接，按下按钮后系统开始测量，测量完成后在显示屏上显示结果，如果连接蓝牙，测量结果会显示到手机上；
  4. 再次按下按钮后会进行下一次测量。

multimeter_g031.png