做了个程控电阻箱

gooood

在日常实验和工作中，常常需要使用电阻箱来测试不同的电阻值，手动调整电阻箱阻值的过程比较繁琐，为了解决这个问题，做了一个程控电阻箱。

可以通过CAN总线和RS232控制，也可以用USB连接电脑，用上位机控制，同时做了个上位机：

这个电阻箱主要由单片机、继电器、继电器驱动、电阻组成，原理并不复杂，上位机给单片机发指令，单片机收到之后控制的继电器动作，进而实现阻值切换。

如下图，SW1-SW4为继电器，R1-R4为电阻，阻值分别为1、2、4、8欧姆，AB是输出端子。单片机控制这4个继电器便可以实现不同的阻值输出。比如当四个继电器都为0（切换到下面为0，上面为1）时，四个电阻都没有接入，AB之间阻值为0；当SW1为1，SW2、SW3、SW4为时0，AB之间阻值为1欧姆；当SW2为1，SW1、SW3、SW4为时0，AB之间阻值为2欧姆。

完整的阻值表如下：

SW1	SW2	SW3	SW4	RAB
0	0	0	0	0
1	0	0	0	1
0	1	0	0	2
1	1	0	0	3
0	0	1	0	4
1	0	1	0	5
0	1	1	0	6
1	1	1	0	7
0	0	0	1	8
1	0	0	1	9
0	1	0	1	10
1	1	0	1	11
0	0	1	1	12
1	0	1	1	13
0	1	1	1	14
1	1	1	1	15

如果需要扩大可设置阻值的范围，则可以增加继电器和电阻的组数。

另外，精度要求比较高时需要考虑继电器的内阻，这时可以串入一个补偿电阻，不过这样就没法设置成0欧姆了。

实际可能买不到阻值刚好是2的n次方的电阻，可以用几个串并组合一下。

eric2013

谢谢楼主分享。

wm20031015

原来还想着用多圈电位器+步进电机来做

byccc

疑问点，楼主这个实际设计应该是做了更多电阻的选项吧，1K单位电阻，100单位电阻，100K单位电阻等

lindabell

怎么解决阻值连续上升(不跳变)的问题
比如 3R->4R 中间可能断开或变成>4R了

gooood

wm20031015 发表于 2023-3-15 17:27
原来还想着用多圈电位器+步进电机来做

感觉你这种方案也可以，可以试试看

sangzeyao

lindabell 发表于 2023-3-15 22:16
怎么解决阻值连续上升(不跳变)的问题
比如 3R->4R 中间可能断开或变成>4R了

看上面猜测是钞票算法，只要有几个基本的电阻，就可以通过选中，实现任意整数阻值。比如只要有1 2 2 5,就可以实现1 ，2，3，4，5，6，7，8，9，10了

gooood

byccc 发表于 2023-3-15 17:51
疑问点，楼主这个实际设计应该是做了更多电阻的选项吧，1K单位电阻，100单位电阻，100K单位电阻等

嗯，用了好几组，选的阻值是2的N次方那样的，不是十进制的

gooood

lindabell 发表于 2023-3-15 22:16
怎么解决阻值连续上升(不跳变)的问题
比如 3R->4R 中间可能断开或变成>4R了

会跳变的，继电器动作的时候阻值是不确定的，要几十毫秒动作完成

ihavedone

可以用程控负载的方式，电阻就是电压除以电流，只要实时测量输入的电压，然后跟随电压用功率管限制通过的电流，就可以等效为一个电阻。这样硬件成本应该低一点，但软件算法应该更复杂。也有优点，就是可以通过软件调整做到很高的精度，起码精度不取决于电阻的精度了。

lililili

ihavedone 发表于 2023-3-20 17:30
可以用程控负载的方式，电阻就是电压除以电流，只要实时测量输入的电压，然后跟随电压用功率管限制通过的电 ...

这种做法正儿八经的电子负载（有源电阻箱）