回聲製作所UIMeter高精度5位電壓電流表簡介及測試－港都狼窩 WolfLSI's Den

UIMeter結合了高精度電壓表、電流表、功率表、歐姆表、庫倫計、電能表、秒表、溫度計、放電儀於一身，其產品主要規格如下：

1.電壓範圍：-9.9999V至99.9999V

2.電壓解析度：-9.9999V至13V輸入下解析度為0.0001V(0.1mV)

3..電流範圍：-9.9999A至9.9999A(若是解決散熱問題最大可支援至80A)

4.電流解析度：-9.9999A至9.9999A輸入下解析度為0.00001A(0.1mA)

5.小於30ppm誤差高精度計時時鐘

6.時間累計範圍：最長100天

7.同時提供Ah及Wh高精度電量顯示，解析度0.1mAh及0.1mWh

8.提供多種供電方式(TTL插座 /MicroUSB插座/5.08-3Pin端子)，可用切換跳線設定

9.電池放電測試功能搭配負載開關晶體，放電結束自動斷電，不使用負載控制功能時可使用跳線短路

10.高精度溫度測量，冷端精度可達攝氏0.5度，熱端支援K型熱電偶及NTC電阻

11.豐富的通信功能，可支援終端機命令列控制、標準MODBUS協定，具備連線用軟體

12.本體可收集2048/4096筆離線紀錄數據，並可透過連線軟體上傳

UIMeter共有六種版本：

A.標準版：2048筆離線儲存，25mR檢流電阻，電流解析度0.1mA

B.高分辨率版：2048筆離線儲存，2R2檢流電阻，電流解析度1uA，專門針對小電流測量

C.高配版：4096筆離線儲存，25mR檢流電阻，電流解析度0.1mA

D.彩屏版：高配版更換為1.44吋TFT彩色螢幕

E.頂配版：高配版加上壓克力外殼及UIPower供電模組

F.土豪版：頂配版更換為1.44吋TFT彩色螢幕

本體正面，此為彩屏版本，具備4096筆離線儲存，25mR檢流電阻，1.44吋128*128 TFT彩色螢幕偏右邊配置

本體背面有印上版本號碼、韌體版本及作者聯絡信箱，5.08-3Pin端子及TTL插座上印有針腳定義，方便對照

5.08-3Pin端子及設定用按鈕開關設置在下方長邊側面，設定按鍵旁指示燈為電壓警告指示燈，當電壓在允許範圍外將點亮提醒使用者

上方長邊側面有MicroUSB插座

右方短邊側面有USB A插座

左方短邊側面有TTL信號插座，同樣印上針腳定義方便連接

顯示螢幕電路板與主電路板使用銅柱相疊組裝，孔位與針腳部分也可以相容常見的1602單色液晶顯示屏

顯示螢幕電路板背面有信號轉換用電路

主要電路板正面平常被顯示螢幕電路板蓋住，系統核心為STC單晶片，搭配兩顆18位元外部ADC進行電壓及電流取樣，兩個50mR檢流電阻並聯成等效25mR，另外在USB A插座兩旁及5.08-3Pin端子座旁有設定用跳線

供電方式有三種，TTL插座 /MicroUSB插座/5.08-3Pin端子，一次只能使用一種，並使用跳線帽進行更動

供電後就會進入測試數據畫面，顯示電壓/電流/功率/等效阻抗/Ah/Wh/運行時間/熱電偶類型/熱電偶電壓/冷端溫度/熱端溫度/離線紀錄筆數/離線紀錄間隔，在此畫面下長按左鍵可將電量Ah/Wh及時間歸零，長按右鍵可啟動/停止離線數據紀錄功能，短按左鍵或右鍵可切換至設備訊息介面

設備訊息介面，顯示電壓上限/電壓下限/電壓校正係數/電流校正係數/連線協定/MODBUS位址/可記錄筆數/背光亮度/韌體版本/產品序號，在此畫面下長按左鍵可切換連線協定MOD/TER，長按右鍵可儲存當下參數，短按左鍵或右鍵可切換至測試數據畫面

本體自身耗電量在背光為預設值下約為29.7mA

當由TTL插座供電時，就可以測試其他電壓範圍的裝置用電情形，這時不消耗被測端的電源，可把測量儀器額外用電的影響降到最低

搭配USB轉TTL連接線(使用者自行準備)，可使用附帶的連線軟體UIMM(UIMeterMon)，連線軟體未有即時繪圖的能力，連線之前首先要確定儀表連線協定為MOD(MODBUS)，USB轉TTL所連接的COM埠編號，打開串口後就可以準備進行連線

啟動採集會開始擷取儀表的實時數據，勾選”記錄數據”後就會將擷取到的資訊另存成CSV檔案，勾選”快速採集”會以更快速度(3Hz)擷取資料，使用者再搭配數據處理功能來分析計算，繪製曲線功能可用來繪製圖表，也可以使用Excel/Matlab等其他軟體進行處理

UIMM中在線數據處理與離線數據處理的差異在於，前者用來處理由UIMM產生的CSV格式記錄檔，後者處理UIMeter離線記錄儲存所導出的資料(也是CSV格式)，考量到容量的差異，兩者記錄的內容也有所不同，在線數據比較豐富，有日期時間，除了電壓電流外也同時記錄Ah/Wh/溫度等資料，離線數據只有相對時間、電壓、電流、冷端溫度、熱端溫度等資料

曲線繪製功能如下圖，可切換顯示UI(電壓電流)曲線、溫度曲線、電量曲線，可自行更改起始/結束時間以及左/右軸的最大/最小值，來決定曲線表現的方式，並可使用滑鼠將曲線局部放大

更進階的使用設定，可透過超級終端機使用命令列介面，將連線協定改為TER，超級終端機設定COM埠、115200bps、8位元數據、1位元停止、無奇偶校驗、無流量控制，連線後輸入”help”後按enter看到以下畫面表示連線已成功，各命令詳細操作請閱讀製作者的操作說明文件

UIMeter使用獨立供電，透過Micro USB輸入及USB A輸出，搭配手上電表於5V下，0.1A至2A各電流所測得壓差、等效內阻、電壓誤差及電流誤差數據

UIMeter使用獨立供電，透過5.08-3Pin端子輸入及USB A輸出，搭配手上電表於5V下，0.1A至2A各電流所測得壓差、等效內阻、電壓誤差及電流誤差數據

可以看到透過5.08-3Pin輸入比起Micro USB輸入下，於各電流下有更低的壓差及等效內阻，電壓誤差也比較小，但是電流誤差差異卻接近兩倍，推測是電路路徑上造成了一些取樣的影響

作者持續推出新的韌體，需要更新的，可直接下載韌體升級工具，連接好USB轉TTL連接線，但先不要接上Vcc，選擇正確的串列埠編號後按下”開始升級”後再把Vcc接上UIMeter的電源腳，就會開始自動升級

升級過程不要亂動，軟體會自己執行

操作成功後就升級完成了

彩屏版韌體升級後可能會出現螢幕不見的情形，這時就要進入超級終端機重新把彩色TFT設定叫回來，若連線協定剛好不在TER模式(命令列模式)，可以同時按住兩個按鍵再通電，UIMeter就會恢復預設值TER模式，再用超級終端機進行修改，另外電壓電流校正資料也會遺失，需要重新校正或是先記錄表內校正數據，更新後再輸入回去

新韌體的命令列介面同樣做了更改，作者也發布了新版本命令列的說明檔來說明各個命令使用方式