一種基于安卓手機的參數檢測儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于安卓手機的參數檢測儀，其包括測量模塊，模擬量輸入接口電路，信號調理模塊，單片機內部串口通信模塊，單片機控制電路，藍牙模塊電路，安卓智能手機，自動換擋電路；測量模塊與模擬量輸入接口電路相連，模擬量輸入接口電路的輸出端與信號調理模塊相連，信號調理模塊與單片機控制電路相連，單片機控制電路與自動換擋電路相連，藍牙模塊電路與安卓智能手機的藍牙模塊之間進行無線傳輸。其優點實現了對電容，電感，電壓，電流，電阻參數的自動測量，并可用手機進行遠程控制及觀察測量結果。
【專利說明】一種基于安卓手機的參數檢測儀
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及參數檢測領域，特別是涉及一種基于安卓手機的參數檢測儀。
【背景技術】
[0002] 目前，較常用的電氣參數測量儀是機械式萬用表，雖然它能夠準確測量包括電壓， 電流，電阻在內的多種參數，但由于每次測量都需要手動改變檔位，且測量時必須隨身攜 帶，使得它的便攜性和交互性能較差，實用性也受到限制，并且有可能因為檔位選錯而對萬 用表本身產生較大的損害。 實用新型內容
[0003] 為了克服傳統機械式萬用表便攜性和自動測量性能差的不足，本實用新型提供了 一種基于安卓智能手機的參數檢測儀。利用單片機核心電路和多種參數測量電路組成底層 測量電路，測量數據經單片機處理后通過串口通信發送至藍牙模塊，單片機上的藍牙模塊 與安卓智能手機的藍牙進行配對，通信，從而將測量的參數實時顯示于安裝有上位機程序 的安卓手機上。
[0004] 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于安卓手機的參數檢測 儀，其包括測量模塊，模擬量輸入接口電路，信號調理模塊，單片機內部串口通信模塊，單片 機控制電路，藍牙模塊電路，安卓智能手機，自動換擋電路；其特征在于：
[0005] 測量模塊與模擬量輸入接口電路相連，模擬量輸入接口電路的輸出端與信號調理 模塊相連，信號調理模塊與單片機控制電路相連，單片機控制電路與自動換擋電路相連，自 動換擋電路與模擬量輸入接口電路相連，單片機內部串口通信模塊與藍牙模塊電路相連， 藍牙模塊電路與安卓智能手機的藍牙模塊之間進行無線傳輸。
[0006] 測量模塊包括電壓測量電路，電流測量電路，電阻測量電路，電感測量電路，電容 測量電路，這些電路的輸出端分別接到對應的模擬量輸入接口電路的輸入端。
[0007] 本實用新型的有益效果是：由于安卓手機的參數檢測儀加入了 STM32嵌入式芯 片，能夠測量多種電參數，并實現了參數的自動測量。由于STM32擁有豐富的引腳，因此它 可以擴展成對更多參數的測量。而利用手機進行遠程控制和接收數據，使得其便攜性，交互 性和準確性都大大增強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008] 圖1是本實用新型基于安卓手機的參數檢測儀的應用原理圖；
[0009] 圖2是所述電流檢測電路的示意圖；
[0010] 圖3是所述電壓檢測電路的示意圖；
[0011] 圖4是所述電阻檢測電路的示意圖；
[0012] 圖5是所述電容檢測電路的示意圖；
[0013] 圖6是所述電感檢測電路的示意圖；
[0014] 圖7是所述硬件模塊的串口和藍牙通訊電路的示意圖；
[0015] 其中，1-電壓測量電路，2-電流測量電路，3-電阻測量電路，4-電感測量電路， 5_電容測量電路，6-測量模塊，7-模擬量輸入接口電路，8-信號調理模塊，10-單片機控制 電路，9-單片機內部串口通信模塊，11-藍牙模塊電路，12-安卓智能手機，13-自動換擋電 路。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖1-7對本實用新型的技術方案進行詳細說明。
[0017] 如圖1所示，一種基于安卓手機的參數檢測儀，其包括測量模塊6,模擬量輸入接 口電路7,信號調理模塊8,單片機內部串口通信模塊9,單片機控制電路10,藍牙模塊電路 11，安卓智能手機12,自動換擋電路13。
[0018] 測量模塊6與模擬量輸入接口電路相連7,模擬量輸入接口電路7的輸出端與信號 調理模塊相連8,信號調理模塊8與單片機控制電路相連10,單片機控制電路10與自動換 擋電路13相連，自動換擋電路13與模擬量輸入接口電路7相連，單片機內部串口通信模塊 9與藍牙模塊11相連，藍牙模塊11與安卓手機12的藍牙模塊之間實現數據傳輸。
[0019] 該參數檢測儀的底層硬件電路以單片機為核心，通過單片機控制模塊10控制測 量模塊6,信號調理模塊8以及自動換擋電路13,從而實現參數的自動測量。
[0020] 其中，測量模塊6包括電壓測量電路1，電流測量電路2,電阻測量電路3,電感測量 電路4,電容測量電路5,上述電路分別接到對應的模擬量輸入接口電路7。
[0021] 單片機使用意法半導體（STMicroelectronics)生產的ARM_cortexM3內核STM32
[0022] 如圖2所示，電流測量電路2的原理是電流經調理電路后，經隔離干擾送到STM32 進行A/D轉換，然后送到STM32中進行數據處理。處理后的數據送到串口，經過藍牙通信， 傳輸到安卓手機的上位機軟件。
[0023] 其結構分為調理電路和M0S管開關控制電路。其中，調理電路主要由轉化電路和 放大電路構成。
[0024] 轉化電路采用大功率的采樣電阻（Rl，R2, R3, R4, R5)，將電流轉化成電壓，然后經 過LM358 (U3)放大電路的放大后送到STM32的AD轉換器中進行AD轉化。
[0025] M0S 管開關控制電路由 IRF540(Q1，Q2, Q3, Q4, Q5)和 74HC238(U1)構成，通過 STM32控制74HC238(U1)譯碼器選擇哪個口輸出5V高電平，從而打開對應的IRF540,每個 IRF540的D、S極分別接采樣電阻的一端和GND。5個IRF540分別接5個采樣電阻，可以實 現5個檔次的自動切換。
[0026] 如圖3所示，電容測量電路5運用了電阻串聯分壓原理，基本反相放大器原理以及 模擬開關切換檔位提高測量范圍原理。
[0027] 其結構分為基本反相放大電路以及自動換擋電路。基本的反相放大電路由運算放 大器（LM358)和電阻組成，功能為將輸入電壓的大小進行變換。
[0028] 自動換擋電路由⑶4051 (U1)模擬開關和電阻組成。通過切換檔位可以改變電壓 的衰減程度，從而可以提高測量電壓的范圍。將ABC三個選檔位接到STM32的引腳上，這樣 就可以用STM32控制檔位的切換。
[0029] 如圖4所示，電阻測量電路3的原理是利用閉合電路歐姆定律，在串聯的采樣電阻 和未知電阻兩端施加3. 3V的電壓，取出兩電阻之間的電壓，送到STM32內置AD轉換器中， 將模擬量轉化成數字量，經過STM32的處理，計算出電阻的大小，經過串口、藍牙發送至安 卓手機的上位機軟件上進行顯示。
[0030] 自動換檔電路由74HC238(U1)和三極管（Ql，Q2, Q3, Q4, Q5, Q6)構成，通過STM32 控制74HC238譯碼器C、B、A來控制哪個口輸出5V高電平來激勵三極管打開，其余口輸出低 電平控制9013管關斷。
[0031] 如圖5中，電容測量電路5的原理是電容充電時，定時器輸出u0 = 1，電容放電時， uO = 0,電容不斷地進行充、放電，輸出端便獲得矩形波。多諧振蕩器無外部信號輸入，卻能 輸出矩形波，其實質是將直流形式的電能變為矩形波形式的電能。
[0032] 硬件電路主要由555多諧振蕩電路和自動換擋電路構成，自動換擋電路由繼 電器、光耦夠成，通過STM32控制光耦來控制繼電器，實現兩檔之間的切換，可測范圍是 lpf-30uf，可測非極性電容。
[0033] 如圖6所示，電感測量電路4的原理是運用LC振蕩電路，接入測量電感，通過與之 相連的電容產生LC振蕩，并將電壓輸入到比較器內，最終產生標準的方波，使用單片機捕 捉這個方波，得到它的頻率，就可以用公式算出被測電感的大小。
[0034] 如圖7所示，藍牙串口通訊電路是底層硬件電路與安卓手機通訊的橋梁，該電路 采用集成的藍牙模塊HC05,其中UART_TXD和UART_RXD接單片機的串口電路，S1為藍牙AT 指定按鈕，按下按鈕，指示燈D1亮，D2為藍牙工作指示燈，上電即點亮，D3為數據通訊指示 燈，D3閃爍，說明藍牙正在傳輸數據。
[0035] 該檢測儀還包括了安卓應用程序，安卓應用程序運行與安卓智能手機上，安卓智 能手機通過藍牙與底層硬件電路進行通信，獲取底層單片機處理后的數據顯示于設計好的 Π 界面。
[0036] 盡管已經結合實施例對本實用新型進行了詳細地描述，但是本領域技術人員應當 理解地是，本實用新型并非僅限于特定實施例，相反，在沒有超出本申請精神和實質的各種 修正，變形和替換都落入到本申請的保護范圍之中。
【權利要求】
1. 一種基于安卓手機的參數檢測儀，其包括測量模塊￠)，模擬量輸入接口電路（7)， 信號調理模塊（8)，單片機內部串口通信模塊（9)，單片機控制電路（10)，藍牙模塊電路 (11)，安卓智能手機（12)，自動換擋電路（13);其特征在于： 測量模塊（6)與模擬量輸入接口電路相連（7)，模擬量輸入接口電路（7)的輸出端與信 號調理模塊相連（8)，信號調理模塊（8)與單片機控制電路相連（10)，單片機控制電路（10) 與自動換擋電路（13)相連，自動換擋電路（13)與模擬量輸入接口電路（7)相連，單片機內 部串口通信模塊（9)與藍牙模塊電路（11)相連，藍牙模塊電路（11)與安卓智能手機（12) 的藍牙模塊之間進行無線傳輸。
2. 根據權利要求1所述的基于安卓手機的參數檢測儀，其特征在于：測量模塊（6)包 括電壓測量電路（1)，電流測量電路（2)，電阻測量電路（3)，電感測量電路（4)，電容測量電 路（5)，這些電路的輸出端分別接到對應的模擬量輸入接口電路（7)的輸入端。
【文檔編號】G01R15/12GK203881830SQ201420303030
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】姚政坤, 吳文峰, 竇哲, 汪禮超, 吳天湖 申請人:姚政坤