蓝牙功率计

项目说明

  由于平时调试比如电机等负载突变的设备的时候，需要监控其电压、电流、功率的变化，以防止功率跳变引起的电源欠压保护，或者瞬时电流太大引起的电源过流保护。此时就需要一个采样频率足够高，并且能以绘图的形式展现各参数变化的功率计。最终方案决定使用CH9140蓝牙串口透传模块进行数据传输，一是可以利用各种串口助手作为上位机，灵活运用其绘图、保存，甚至其他脚本的功能；二是通过蓝牙进行传输，完全将大功率电源与电脑完全隔离，保证电脑不会因为负载故障而爆炸（缺点就是蓝牙信号似乎不是很好,以后可能会考虑换成别的无线模块）。

开源协议

  本项目采用CC BY-SA 4.0协议进行开源。允许转载，但是请标明原链接与作者；允许商用，但是请标注原链接，作者；如对本项目进行修改并传播（开源），请使用相同的开源协议进行开源。

项目相关功能

电压量程；5-30V（不能太低是因为太低了LDO输出电压就不准了）
电压分辨率：0.1V
电流量程；0-20A
电流分辨率：0.1A
采样频率：4Khz（然后做了八次平均）
刷新率：500hz

项目属性

本项目为首次公开，为本人原创项目。项目未曾在别的比赛中获奖。

项目进度

项目完成度已经达到我的预期（粗略显示电压电流功率）
设计了串口控流，但是不会用）
由于BLE_SER_A_ANT硬件限制，只能使用115200hz的波特率。
无法使用蓝牙串口进行无线下载不知道是什么原因。

设计原理

  
检流运放将电流在检流电阻上的压降的差模信号放大到合适单片机ADC读取的电压量程范围；
电压通过电阻分压后使用单位增益稳定的运放进行跟随做阻抗变换。
将以上两个信号通过ADC转换成数字信号，然后进行线性拟合即可还原出电压和电流信号。

在单片机ADC输入端口有一个截止频率约为1Khz的低通滤波器，虽然采样率开了4Khz，但是是作为过采样之后再进行软件平均值滤波，最后的数据刷新率（传输速率）还是500hz。

ADC输入RC滤波器电阻的取值，我参考了这个表格，将ADC近似配置成红框所示参数，外部电阻取值为10K。

软件说明

这里我将定时器配置成4Khz用于触发ADC进行采样。
其他没啥好说的，就ADC采样，均值滤波和串口传输。

！由于我没有使用keil进行STM32程序的开发，VSCode环境的搭建请参考我的专栏：
【浅谈使用VSCode＋EIDE插件＋CubeMX开发STM32 HAL库-哔哩哔哩】

设计注意事项

  使用BLE_SER_A_ANT模块的版本只能是固定115200波特率传输，这个是WCH的硬件设计问题。这导致了，发送数据的时候，我仅仅发送了14个字符，就占用了我1.2ms的时间，使得我不得不将更新速率调节为500hz。

串口在传输的时候不知道是什么原因造成的丢包，导致VOFA+接收到异常数据的时候曲线会发生跳动。

这个开关本来是打算用于串口无线下载的，但是不知道怎么回事不能用。

实物展示