【原】News Quark：基于 ESP32 的電子測(cè)量和調(diào)試工具

云深無(wú)際 2021-11-03

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昨天在去樂(lè)鑫的官網(wǎng)找資料的時(shí)候,，發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的小東西~

https://www.espressif.com/zh-hans/news/Quark

地址附上

有圖有真相

這個(gè)東西居然是使用Arduino開(kāi)發(fā)的~

頻率計(jì)一角

QUARK 是一個(gè)集電子測(cè)量探頭和調(diào)試工具為一體、對(duì)外開(kāi)源,、且具有無(wú)線連接功能的手持設(shè)備,，適用于 Arduino,、ESP32,、STM32 和類(lèi)似平臺(tái)。它由在 Arduino 環(huán)境中編寫(xiě)的開(kāi)源軟件提供支持,，這意味著即使是新手開(kāi)發(fā)人員也可以修改設(shè)備固件以添加功能或修改現(xiàn)有功能以滿足他們的需求,。開(kāi)箱即用，QUARK 可以測(cè)量電壓,、電流,、電阻、電容和電感等參數(shù),。它還具有內(nèi)置示波器,、UART 記錄器、UART 繪圖儀和頻率發(fā)生器,。最后,，它能夠通過(guò)藍(lán)牙將數(shù)據(jù)發(fā)送到可以顯示和分析的自定義 iOS 和 Android 應(yīng)用程序。QUARK 的第二個(gè)探頭通過(guò) USB Type-C 端口連接到設(shè)備,，該端口也可用于通過(guò) USB 交換數(shù)據(jù),。

使用了一塊IPS屏幕

裝配時(shí)候的爆炸圖

特性和規(guī)格

電壓測(cè)量范圍 0～26 V
電流測(cè)量范圍 0～3.2 A
電阻測(cè)量范圍 0～2 MΩ
電容測(cè)量范圍 2 pf～1000 uF
電感測(cè)量高達(dá) 1 H
采樣率為 400 kHz 的示波器
UART 記錄器
UART 繪圖儀
信號(hào)發(fā)生器
分辨率為 240 x 135 的全彩 LCD
可觸摸的控制按鈕
通過(guò)藍(lán)牙連接到智能手機(jī) APP
支持 iOS 和 Android 的智能手機(jī) APP
內(nèi)置 700 mA 電池，可支持長(zhǎng)達(dá) 5 小時(shí)的不間斷運(yùn)行
通過(guò) USB Type-C 充電
無(wú)論是否有手機(jī),，所有功能都完全可用
長(zhǎng)度 120 mm
直徑 20 mm

以上為功能特性,。

“Quark 內(nèi)部集成的 ESP32-WROOM-32 模組可驅(qū)動(dòng) LCD 運(yùn)行,，并對(duì)所有測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。設(shè)備的一端是作為正極探頭的錐形針,，負(fù)/地探頭與 USB Type-C 端口相連,。Quark 上沒(méi)有物理按鈕，用戶可以通過(guò)設(shè)備上的觸摸感應(yīng)開(kāi)關(guān)滑動(dòng)選擇功能,。它內(nèi)置的 700 mA 鋰聚合物電池,，可支持長(zhǎng)達(dá) 5 小時(shí)的不間斷運(yùn)行。電池可使用同一個(gè) USB 進(jìn)行充電,?！背潆姇r(shí)，LCD 上的電池指示燈將即時(shí)顯示充電狀態(tài),。

https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32-wroom-32e_esp32-wroom-32ue_datasheet_cn.pdf

這是我們esp芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)

在測(cè)量電壓時(shí),，Quark 會(huì)顯示電壓是否處于 1.8 V、3.3 V 或 5 V 邏輯電平范圍內(nèi),；測(cè)量電流時(shí)會(huì)顯示瞬時(shí)值和一個(gè)圖表,；測(cè)量電容、電阻或電感時(shí),，會(huì)顯示與測(cè)量值相對(duì)應(yīng)的顏色代碼或其他代碼,。這個(gè)特殊的功能為用戶節(jié)省了大量的時(shí)間。

UART 調(diào)試功能可以自動(dòng)檢測(cè)波特率,。通過(guò) UART 接收的數(shù)據(jù)可被記錄下來(lái)用于調(diào)試,。示波器具有自動(dòng)和手動(dòng)縮放功能，可以顯示傳入信號(hào)的頻率和時(shí)間周期,。Quark 還可以借助 ESP32 的藍(lán)牙功能連接到 Android 或 iOS APP,，在手機(jī)上顯示所有信息。此外,，Quark 的所有測(cè)量均采用了 ESP32 的 12 位內(nèi)部 ADC,。

https://www.crowdsupply.com/mulin/quark

這個(gè)東西現(xiàn)在在眾籌

外觀:

QUARK 長(zhǎng)約 12 厘米，直徑約 2 厘米,，非常小,，但我們非常小心地確保它的緊湊性不會(huì)以犧牲可用性為代價(jià)。相反,，它不僅可以舒適地握在一只手上,，而且它的設(shè)計(jì)使您可以用同一只手循環(huán)使用它的各種功能。彩色 IPS 顯示屏的分辨率為 240 x 135 像素,，它的位置使您可以輕松地將視線從探頭轉(zhuǎn)移到屏幕,，然后再返回。設(shè)備控制是觸摸的：只需將手指向上滑動(dòng)即可選擇下一個(gè)功能,，或向下滑動(dòng)以選擇上一個(gè),。

旁邊的Type-C接口連接一個(gè)探頭

在設(shè)計(jì) QUARK 時(shí),，我們的目標(biāo)是盡可能創(chuàng)建最簡(jiǎn)單、最方便的工具,。設(shè)計(jì)為單手操作,，設(shè)備本身是一個(gè)信號(hào)探頭，可以連接第二個(gè)探頭,。要切換模式,，你只需在身體上向上或向下滑動(dòng)食指即可。QUARK 將自動(dòng)調(diào)整其測(cè)量范圍并在其屏幕上顯示該值 - 順便說(shuō)一下,，該屏幕位于設(shè)備頂部,，與探頭尖端對(duì)齊，因此無(wú)需轉(zhuǎn)移視線,，也不會(huì)有探頭不在觸點(diǎn)上面的困擾,。

通常，在 Arduino 或 ESP32 上開(kāi)發(fā)項(xiàng)目時(shí),，需要測(cè)量簡(jiǎn)單易懂的值,。ESP32供電電壓為3.3V，ATmega328邏輯零低于1.5V,，芯片供電濾波電容一般為100nF,。諸如此類(lèi)的事情。即使我們可能以 0.001% 的精度測(cè)量邏輯電平,，我們也很少需要立即訪問(wèn)準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,。我們通常只需要知道0或1。那這個(gè)設(shè)備就派上了用場(chǎng),。

PWM在負(fù)載下的瞬時(shí)絕對(duì)值

在測(cè)量電阻,、電容、電感的參數(shù)時(shí),，QUARK的顯示屏?xí)@示元件的SMD代碼和條紋代碼。

QUARK 的示波器會(huì)自動(dòng)調(diào)整波形的標(biāo)度,、觸發(fā)和顯示,。它還將顯示頻率和周期

在記錄或繪制 UART 數(shù)據(jù)時(shí)，QUARK 會(huì)自動(dòng)檢測(cè)波特率并調(diào)整圖形的比例

波特率

QUARK 有兩個(gè)智能手機(jī)應(yīng)用程序,。第一個(gè)是在 AppInventor 環(huán)境中編寫(xiě)的,，有兩個(gè)目的：幫助用戶快速入門(mén)和讓新手開(kāi)發(fā)人員熟悉該平臺(tái)。第二個(gè)應(yīng)用程序是在 Flutter 環(huán)境中編寫(xiě)的,，可以在 iOS 和 Android 上運(yùn)行,。QUARK 通過(guò)藍(lán)牙連接到這個(gè)應(yīng)用程序并與之交換數(shù)據(jù)，這使它能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備讀數(shù),。這兩個(gè)應(yīng)用程序功能齊全,，支持所有 QUARK 的操作模式,。

App

https://github.com/MulinGROUP/QUARK

這個(gè)是GitHub的開(kāi)源位置。

ino文件,，確實(shí)是Arduino開(kāi)發(fā)的

電路原理圖,，就是沒(méi)有Boom表。,。,。

ESP32芯片的相關(guān)引腳

右側(cè)的是連接屏幕的

作者是俄羅斯人，所以代碼的注釋是俄羅斯語(yǔ)

我只能翻譯一下了

隨便查了下,，一個(gè)電量監(jiān)測(cè)的芯片

這個(gè)文件夾內(nèi)的是我們的主體程序

固件 firmware 英[?f?:mwe?(r)] 美[?f?:rmwer] n. （計(jì)算機(jī)的）固件（指存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器而非軟件中的指令） ; 穩(wěn)件; [例句]This article also discusses the hardware, firmware, and operating system support for virtualization in System p.

FW就是固件了,。

函數(shù)和各種變量的大綱樹(shù)

相關(guān)的頭文件

電量的監(jiān)測(cè)芯片+IPS屏幕的分辨率+藍(lán)牙的串口

這個(gè)小東西使用了ESP32內(nèi)置的ADC

保存ADC寄存器的值+恢復(fù)ADC寄存器的值（清空）

藍(lán)牙和串口的初始化

內(nèi)部?jī)?chǔ)存空間的初始化和電流測(cè)量芯片的初始化設(shè)置

I2C的配置和引腳的配置

按鈕+ADC+測(cè)量的引腳等

TFT屏幕的初始化

void BluetoothHandler(){ String mess = Bluetooth.readString(); Serial.println(mess); if (mess == "RESTART") ESP.restart(); if (mess == "M0" && mode != 0) { mode = 0; menu_change(); } if (mess == "M1" && mode != 1) { mode = 1; menu_change(); } if (mess == "M2" && mode != 2) { mode = 2; menu_change(); } if (mess == "M3" && mode != 3) { mode = 3; menu_change(); } if (mess == "M4" && mode != 4) { mode = 4; menu_change(); } if (mess == "M5" && mode != 5) { mode = 5; menu_change(); } if (mess == "M6" && mode != 6) { mode = 6; menu_change(); } if (mess == "M7" && mode != 7) { mode = 7; menu_change(); }}

這個(gè)菜單的切換寫(xiě)的有點(diǎn)呆

不過(guò)好用就行

串口的處理句柄

看的很粗，就是感覺(jué)這個(gè)小東西很有趣,，明天有時(shí)間的話,，寫(xiě)一下代碼分析。