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UIMeter为高精度电压表、电流表、功率表、欧姆表、库仑计、电能表、秒表、温度计、放电仪。
主要特性如下：
主板3D效果图如下：
端子布局如下图：
端子与主要器件见下表：
| 端子号 | 功能 | 备注 |
|---|---|---|
| J1 | 5V-TTL通信接口 | 可连接电脑、电源、蓝牙模块等 |
| J2 | MicroUSB测量输入 | D+、D-悬空 |
| J3 | USB-A测量输出 | D+、D-通过J8引出，默认短接 |
| J4 | 主板电源选择、电压增益旁路跳线 | 短接左侧可通过J1，J2，J6供电，拔下时只能通过J1供电。短接右侧可以实现2uV电压分辨率。 |
| J5 | 输出开关旁路跳线 | 短路输出MOSFET，降低导通阻抗 |
| J6 | 3-PIN 5.08mm输入 | 300V/15A接线端子 |
| J7 | LCD链接端子 | 可连接1602或者TFT屏幕 |
| J8 | USB母口数据线 | +为D+，-为D- |
| W1 | LCD对比度调节电位器 | 背面 |
| D4 | 告警指示灯 | 电压在允许范围之外点亮 |
| K0 | 左键 | 区分长按、短按 |
| K1 | 右键 | 区分长按、短按 |
测量原理图如下所示：
忽略J2端子和内部分断MOS管，简化为下图：
J6端子为3位5.08端子，J6的1脚为电流输入；2脚为GND，连接设备的GND；3脚为电压测量，和GND之间有1MR电阻。 图中粗线为电流流动路径。
标准版1脚和2脚之间电流取样电阻只有25mR，因此电位也十分接近。高分辨率版1脚和2脚之间 电流取样电阻为2.2欧，大电流下压差偏大，只适合小电流测量。
UIMeter的用户界面由液晶屏和两个按键组成。液晶屏有1602和TFT两种，分别对应不同的用户界面。
按键位于左下方，分别记为左键L和右键R。
按键推荐使用拇指按动，右上方插座可给食指提供有效的支撑。
按键区分长按、短按，长按时间大于1s，短按时间小于1s。
定义四种按键操作：
1602屏幕版本的操作流程图如下：
TFT屏幕版本的操作流程图如下：
UIMeter固件同时支持1602屏幕和TFT屏幕，更换不同类型的屏幕以后，需要在软件中设置一下，设置方法如下：
info tft 0/1命令来切换屏幕类型，具体请参考命令行手册。如果上电时误按住左键或者右键，可能导致设置错误的屏幕类型，如果您发现屏幕无法显示，请尝试设置正确的屏幕类型。
UIMeter支持离线数据记录，数据采集时无需连接电脑，设备将采集数据存储到内置存储芯片，采集过程结束以后，使用USBTTL线连接UIMeter，将数据导出。
设置UIMeter通信协议为TERM协议，使用超级终端连接UIMeter，确保命令执行正常。
输入命令log dump 10，回车执行命令，结果如下图所示。
根据实际记录的数据长度来导出数据，比如导出2048条记录，命令为log dump 2048。
少量数据可以直接在超级终端中查看，大量数据在超级终端中查看不便，可以导出为CSV文件，使用excel等工具做进一步分析。
导出方法如下：
超级终端中，菜单“传送->捕获文字”，弹出菜单如下图所示。输入要保存的文件名。
点击启动，然后在超级终端中输入命令log dump 2048，超级终端导出2048条数据，
并将数据输出到捕获文件。导出数据长度由命令决定。注意不要超过设备最长记录长度。
命令输出完成以后，菜单“传送->捕获文字->停止”，命令输出即记录到捕获文件中。 可以使用excel或者其它文本编辑器直接编辑或处理该文件。
使用UIMeterMon可以对离线记录数据进行分析处理，
离线导出数据意义如下：
UIMeter最大记录数据为4096条，用户需要估算测试时间，然后设定合适的采样间隔。
对于温度等慢速信号采集，可以将采样间隔设置得更大来达到更长的测试时间。
默认记录模式为：数据记录界面下长按左键开始记录，计数值按照设定的采样间隔 实时增加，记录过程中长按左键停止记录，计数值停止增加，此时再次长按左键， 从0开始记录，会覆盖上一次记录数据。如果记录到最大容量，停止记录。这种记录 模式适合记录一次完整的过程，测试之前需要估算时间，设定合适的采样间隔保证 测试时间小于UIMeter最大记录时间。
默认模式下，记录数据达到最大以后停止记录，通过打开ring模式，可以使数据达到 最大以后自动从0开始记录，覆盖旧数据。该方法可以用于循环记录，跟踪最新的测试数据。
log ring 1命令打开ring模式log ring 0命令关闭ring模式设定以后，如果需要掉电保存参数，需要执行param save命令。具体请参考命令在线帮助。
默认情况下，数据离线记录功能需要用户来手动启动。如果用户需要同步采集某些量， 多台UIMeter 之间很难完成同步启动采集， 因此可以设定UIMeter上电启动以后自动 记录数据，通过给多台UIMeter同时上电来完成数据同步采集。
log auto 1命令打开自动记录功能log auto 0命令关闭自动记录功能设定以后，如果需要掉电保存参数，需要执行param save命令。具体请参考命令在线帮助。
UIMeter有两种供电方式：测量端供电和独立供电。
UIMeter正常工作需要电源。J2 MicroUSB和J6 5.08-3端子都是测量端，他们的VCC和GND 并联在一起。如果测量电压在4.2V~24V之间，且待测量电压带载能力强，可以短接J4 跳线直接从测量端取电。
此时J1 TTL接口可悬空、接蓝牙串口模块或者对外供电，TTL接电脑无需连接VCC。
使用测量端供电UIMeter需要消耗大约10mA左右电流，这个电流会对测量结果造成一定 影响。使用J2 MicroUSB供电接触电阻偏大，电流超过1A建议使用5.08端子J6进行供电。
为了达到最大测量范围，保证UIMeter稳定可靠运行，可以断开J4跳线使用TTL接口J1提供独立的外部供电。
使用TTL接口独立供电，MicroUSB接口输入电流与USB输出电流相等，用于测试移动电源放电、电池放电等场合准确度高。
独立供电时电源可以是外部5V USB充电器，也可以是UIPower电源模块。UIPower模块为UIMeter可选配件，可以为UIMeter提供5V独立供电。
UIMeter目前支持两种通信协议：TERM协议、标准MODBUS-RTU协议，用户可以自由切换。 设备默认为TERM协议，用户可以通过串口命令直接控制设备。
UIMeter内置一个命令解释器，可以通过超级终端（或者Putty、SecrueCRT）等软件来 连接。串口参数如下图所示。波特率115200、8位数据、1位停止、无校验、无流控。 详细命令请参考《UIMeter命令行手册》。
UIMeter支持标准MODBUS通讯协议。通过TTL串口或者蓝牙串口连接电脑， UIMeter切换为MODBUS协议。输入寄存器如下表所示，可以通过0x04功能码进行查询。
| 地址 | 数据 | 单位 | 格式 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 30001 | 电压 | V | 32位有符号整数 | 扩大10000倍 |
| 30003 | 电流 | A | 32位有符号整数 | 扩大10000倍 |
| 30005 | 分流器电流 | A | 32位有符号整数 | 扩大10000倍 |
| 30011 | 时间 | 秒 | 32位有符号整数 | 运行的秒数 |
| 30013 | 自身温度 | ℃ | 32位有符号整数 | 扩大10倍 |
| 30015 | 探头温度 | ℃ | 32位有符号整数 | 扩大10倍 |
| 30021 | 电量 | Ah | 32位有符号整数 | 扩大10000倍 |
| 30023 | 电量 | Wh | 32位有符号整数 | 扩大10000倍 |
| 30041 | 固件版本 | 16位无符号整数 | Hex | |
| 30042 | 序列号0 | 16位无符号整数 | Hex | |
| 30043 | 序列号1 | 16位无符号整数 | Hex | |
| 30044 | 序列号2 | 16位无符号整数 | Hex | |
| 30045 | 序列号3 | 16位无符号整数 | Hex | |
| 30046 | 序列号4 | 16位无符号整数 | Hex | |
| 30047 | 序列号5 | 16位无符号整数 | Hex |
监控软件UIMeterMon使用MODBUS协议，请参考其使用说明。
通讯举例见下图:
- 上位机发送查询指令：
01 04 00 00 00 04 F1 C9- 下位机应答：
01 04 08 00 00 C2 8A 00 00 00 00 AD 30- 电压为：
0x0000C28A/10000=49802/10000=4.9802V.- 电流为：
0x00000000/10000=0.0000A
连接J4、J5跳线，MicroUSB线插入UIMeter的MicroUSB接口，将MicruUSB线插入 USB充电器、移动电源输出，即可测量输出电压。
此时UIMeter使用MicroUSB输入供电，电流最大不超过28mA。
将负载（如电阻、没电的数码设备、USB风扇等）负载接入J3 USB接口，可测试设备输出 电流。此时通过UIMeter读取的电流不包括UIMeter本身消耗的电流。连线示意图见下图：
由于J2 MicroUSB接口接触电阻一般比较大，该接法可能带来比较大的内阻， 由于J2和J6直接并联，充电器输出也可以直接接入J6右边和中间2位。负载仍然接在J3， 如下图所示：
去掉J4跳线，使用TTL接口J1对UIMeter进行独立供电；连接J5跳线，短接输出MOSFET， 降低输出电阻；移动电源输出通过MicroUSB数据线连接UIMeter的MicroUSB接口J2； 负载通过USB母座J3接入。接线图见下图所示：
清零UIMeter电量，放电直到移动电源自动关机，从UIMeter读取放电Ah数和Wh数。
注意：
10*3.7=37Wh，放电结束UImeter显示放出了30Wh电量，那么转化率为
30/37*100%=81.0811%。UIMeter可支持各种电压等级放电测试，放电测试由于电压变化范围大，必须使用TTL接口外部供电。
接线图见下图：
接线要点为：去掉J4跳线J1独立5V供电，如果不需要监控连接VCC和GND即可；连接监控 时可以利用TTL串口供电。J3接CCLoad或者其它恒流负载，电池通过J6接入，右正中负； 去掉J5跳线，使能输出MOSFET；忘记断开J5跳线可能导致电池过放报废！
设定最低电压范围，也就是放电截止电压，锂电池推荐2.8V~3V之间。放电至截止电压 以下以后，UIMeter会切断电压输出，点亮指示灯。此时读取放电Ah和Wh数。
恢复电压为放电截止电压+0.5V，一般电池设定3V截止电压，放电到3V切断输出以后 电池会有一定回升，一般0.3V左右，不超过0.5V。
电池充电测试和通用负载测试方法相同，其接线图见下图：
其中粗线为大电流路径，该方法为最通用的连接方法。
接线要点为：去掉J4跳线，J1独立5V供电；断开充电器（电源）与电池（负载）之间 的负极连接线，电流流出的一端接入J6左边I+,电流流入一端接入J6中间GND。正极 使用细线接入J6右端V+。
电流流动路径为：电源正->负载正->负载负->UIMeter电流入->UIMeter电流出->电源负。
UIMeter内置NTC5K测温曲线，可以使用NTC5K探头进行温度测量。接线图见图 17。
要点为：短接J4左边，从测量端供电；使用J2或者J6为UIMeter提供5V供电；切换探头类型 为NTC5K；NTC5K探头接入J3。电压电流界面显示负载阻值，温度测量界面显示实际探头温度。
注：NTC5K指的是25℃时阻值为5k欧的NTC热敏电阻。UIMeter标准版受限于电流分辨率， 对K级电阻测量不够准确，NTC5K测温功能也不够准确，要想获得比较精确的测量结果， 需使用高分辨率版本。
UIMeter内置K型热电偶测温曲线，可以使用常见K型热电偶进行温度测量。接线图见下图：
要点为：断开J4左边，从J1提供独立5V供电；短接J4右边；短接J5；将K型热电偶接入J6 右侧两位端子，背面丝印T+和T-，如果温度显示错误，两条线交换一下；切换到温度测量 界面，观测显示实时电压，环境温度和探头温度。
注：J4短接右侧2位以后，将K型热电偶更换成普通电压探头，可以进行2uV高分辨率电压 测量，范围不超过2V。
UIMeter可通过外接分流器扩大电流量程，如果只需要测试电流，不测试电压，可以使用 电压档外接分流器，无需改动硬件。
去掉J4左边两位，短接J4右边两位，通过J1提供5V独立供电，J6右边两位连接分流器
测量端。通过串口命令iset shunt设置UIMeter分流器量程。接线图见下图：
UIMeter可通过外接分流器扩大电流量程，使用电流档外接分流器可以同时测量电压电流， 此时需要拆掉内置的检流电阻R10和R12。接线图如下。电流从电源正极流入负载正极， 然后从负载负极流出，经过分流器流回电源负极，大电流路径不经过UIMeter，J6端子的 3条线可以用细线。UIMeter通过测量分流器两端的微小电压来测量电流。
更换外部分流器以后，需要重新校准电流档。默认检流电阻R10和R12各50mR并联，总检流
电阻为25mR，电流校正系数为1左右。如果使用75mV 15A分流器，检流电阻为75/15=5mR，
校正系数为5左右。具体校正系数通过串口命令iset cali来计算并设置。
| 指标 | 说明 | 备注 |
|---|---|---|
| 显示范围 | -9.9999~99999.9V | 量程自动调节，建议36V以下使用 |
| 测量范围 | -9.9999~99.9999V | 测量4.2~5.5V以外电压需使用单独供电 |
| 电压分辨率 | 0.1mV | -9.9999~13V |
| 电压分辨率 | 0.2mV | 13~26V |
| 电压分辨率 | 0.4mV | 26~52V |
| 电压分辨率 | 0.8mV | 52~99.9999V |
| 工作电压 | 4.2-24V | 测量此范围外电压需独立供电 |
| 采样频率 | 3Hz |
| 指标 | 标准版 | 高分辨率版 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 显示范围 | -9.9999~99999.9A | -9.999~99999.mA | 软件最大支持正向80A电流 |
| 测量范围 | -9.9999~9.9999A | -9.999~99.999mA | 3A以上建议接J6 |
| 电流分辨率 | 0.1mA | 1uA | 10A内/100mA内 |
| 取样电阻 | 25mΩ | 2.2Ω | |
| 采样频率 | 3Hz | 3Hz |
注：高分辨率版本超过100mA可正常显示，需单独校准。最大可达800mA。
功率为USB接口J3的输出功率，计算方法为：实时电压*实时电流，单位W。
| 指标 | 标准版 | 高分辨率版 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 分辨率 | 0.0001W | 0.001mW | 受电压电流精度制约 |
| 范围 | 0.0000~99.999W | 0.000~9999.mW | 受散热情况制约 |
| 显示范围 | 0.0000~9999.9W | 0.000~9999.mW |
电阻为USB接口J3的负载电阻，计算方法为：实时电压/实时电流。
标准版单位Ω，最大范围为9999.9Ω,空载时显示最大电阻9999.9Ω.
高分辨率版单位kΩ，最大范围为9999.9kΩ,空载时显示最大电阻9999.9kΩ.
| 指标 | 标准版 | 高分辨率版 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 分辨率 | 0.0001Ω | 0.0001kΩ | 受电压电流精度制约 |
| 范围 | 0.0000~9999.9Ω | 0.0000~9999.9kΩ | 空载时显示最大电阻 |
| 显示范围 | 0.0000~9999.9Ω | 0.0000~9999.9kΩ | 空载时显示最大电阻 |
同时提供Ah和Wh显示，建议按照Wh数来估算能量。高分辨率版本提供mAh和mWh显示。 放电平均电压可用放电结束后Wh数除以Ah数来获得。
| 指标 | 标准版 | 高分辨率版 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 分辨率 | 0.0001Wh 0.001mWh | ||
| 范围 | 0.0000~99999.9Wh | 0.000~99999.mWh | 可连续累计100Wh |
| 分辨率 | 0.0001Ah 0.001mAh | ||
| 范围 | 0.0000~99999.9Ah | 0.000~99999.mAh |
外部独立晶振提供高精度时钟基准，远高于MCU内部RC振荡器。时间最大范围100天。
| 指标 | 说明 | 备注 |
|---|---|---|
| 时间基准 | 外部独立晶振 | 硬件定时器 |
| 计时精度 | 1秒 | |
| 计时范围 | 99天23时59分59秒 | 100天 |
UIMeter机身自带TMP75测温，此外可以通过外接K型热电偶，NTC热敏电阻、PT100等 传感器进行温度测量。
注意：NTC5K与PT100测温均针对高分辨率版本。标准版对k级电阻测量能力有限。
| 指标 | 说明 | 备注 |
|---|---|---|
| 显示精度 | 0.1℃ | |
| 测量范围 | -40℃~125℃ | 实际测量范围受其它器件温度范围制约 |
| 测量精度 | ±1℃典型值 | 温度范围在-40℃~125℃内 |
| 采样频率 | 1Hz |
| 指标 | 说明 | 备注 |
|---|---|---|
| 显示精度 | 0.1℃ | |
| 测量范围 | -100℃~787℃ | |
| 测量精度 | TBD | 与传感器有关 |
| 采样频率 | 1Hz |
| 指标 | 说明 | 备注 |
|---|---|---|
| 显示精度 | 0.1℃ | |
| 测量范围 | -30℃~150℃ | |
| 测量精度 | TBD | 与传感器有关 |
| 采样频率 | 1Hz |
| 指标 | 说明 | 备注 |
|---|---|---|
| 显示精度 | 0.1℃ | |
| 测量范围 | -200℃~660℃ | |
| 测量精度 | TBD | 与传感器有关 |
| 采样频率 | 1Hz |
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