实时监测电机负载电流,分辨率达0.1mA,量程可配置,通过I2C接口传输数据。
OLED显示屏(128×64):显示实时电流、阈值、工作模式及状态信息,采用I²C通信。
220V转12V开关电源:为系统供电,输出12V直流电供开发板及电机驱动电路使用。
硬件架构:以NUCLEO-F411RE为核心,通过I²C总线和OLED,继电器控制电机通断,开关电源提供稳定电力。
OLED初始化:初始化显示屏并绘制界面框架(模式状态、标题、电压、电流、功率)。
继电器控制:通过GPIO控制继电器吸合/ 释放,初始状态为闭合(电机通电)。
过流检测:若采样值超过阈值,判定为过流,立即断开继电器(响应时间500 ms)。
自锁模式:过流后断开继电器,OLED显示“锁”。单击按下开发板上的用户按键恢复解除锁定,吸合继电器。
打嗝模式:过流后断开继电器,启动3s定时器。若定时器结束后电流恢复正常,自动吸合继电器;否则保持断开。
串口指令:通过串口接收SET:value指令,修改阈值。
按键切换:开发板上的用户按键双击操作,可进行模式切换。两种模式循环切换。
OLED显示标题:模式(自锁/ 打嗝)电压电流表、当前电压、电流、功率、模式(自锁/ 打嗝)。其中自锁模式,在标题左侧显示自,打嗝模式显示嗝。当自锁模式时,触发限流锁定,将会显示锁。解除锁定后,重新显示自
默认情况下,过流保护阈值为200 mA。为电机正常空载不会触发保护的电流值。可通过串口发送指令进行调整过流保护阈值。命令格式为:SET:保护电流值(单位:毫安)。例如:向串口发送SET:100 后,阈值更新为100 mA。
本项目基于NUCLEO-F411RE开发板构建了低成本、高性能的功率监测与控制系统,实现了以下创新点:
快速响应:通过优先级优化和继电器驱动电路设计,过流响应时间0.5 s。
该项目可广泛应用于小型电机保护、电源管理系统等场景,具备较高的实用价值与扩展潜力。
1.刚拿到开发板时,编写闪灯程序进行烧录时,出现错误。原因是开发板板载的STLink软件版本太老导致,升级STLink软件版本后,烧录正常。
2.使用U8g2库驱动OLED显示中文时, 某些汉字无法显示。一开始测试使用的“你好”二字时,显示输出正常。然后在做基础任务三时,显示“电压电流表”时,只显示了“电流表”。搞的我还以为是代码跑飞了,折腾了好久。才发现是字库中没有“压”这个字,切换字库之后显示正常。
参加《Lets do 2025 年第1 期——DigiKey陪你走过春夏秋冬●DIY功率监测与控制系统》活动,是一次将技术理论转化为实践的深度探索。通过围绕NUCLEOF411RE开发板、INA219电流检测模块等核心硬件的系统设计,我不仅完成了电机过流保护控制的项目目标,更在技术能力、问题解决思维和协作体验上获得了全方位提升。
这次DIY之旅让我深知:电子开发不仅是代码与电路的堆砌,更是需求分析、资源整合与创新设计的综合艺术。这次的活动如同一座桥梁,连接了爱好者与专业工程师的世界,而我也在“走过春夏秋冬”的探索中,收获了属于自己的技术春天。
最后,感谢电子产品世界/EEPW联合得捷电子推出的这次活动,期待未来活动能引入更多工业级场景案例(如光伏、智能家居),进一步打通技术到应用的“最后一公里”。愿我们继续携手走过更多创新旅程,在EEPW 社区的陪伴下,让每一次探索都收获技术的春天!