LC-metr Android On-The-Go (OTG): 5 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-13 06:57

Před několika lety jsem postavil LC-metr založený na open-source designu „Překvapivě přesného LC metru“od Phil Rice VK3BHR na

Zde je uveden upravený design založený na USB Flash mikrokontroléru Microchip PIC18F14K50, který je připojen k telefonu Android pomocí režimu On-The-Go (OTG). Telefon poskytuje napájení obvodům a aplikace pro Android poskytuje grafické uživatelské rozhraní (GUI).

Níže jsou uvedeny hlavní rysy designu:

1. Jeden mikrokontrolér PIC18F14K50 s rozhraním USB a interním analogovým komparátorem
2. Jednoduchý c-kód na mikrokontroléru implementující základní čítač kmitočtů
3. GUI Testovací kód v aplikaci Qt Creator a aplikaci Android pomocí Android Studio
4. Všechny výpočty byly provedeny ve vyšším jazyce
5. Nízká spotřeba energie ~ 18 mA při +5V
6. Konstrukce ověřená stavbou desky na pečení chleba a inženýrské jednotky

Chtěl bych potvrdit použití sériového řadiče USB pro Android v4.5 při implementaci připojení OTG.

Krok 1: Teorie provozu a schéma zapojení

Princip činnosti

Základní princip činnosti je založen na určení rezonanční frekvence paralelně laděného obvodu LC.

Odkaz na ekvivalentní obvod: Interní komparátor je nastaven jako oscilátor, jehož frekvence je určena paralelním rezonančním obvodem LC.

L1/C7 tvoří rezonanční obvod jádra oscilující při ~ 50 kHz. Říkejme tomu F1

Během kalibračního cyklu se paralelně přidává kondenzátor přesné hodnoty C6. Frekvence se poté změní na ~ 30 kHz. Říkejme tomu F2.

Rezonanční frekvence se mění, když je buď neznámý induktor LX zapojen do série s L1, nebo je neznámý kondenzátor CX zapojen paralelně s C7. Říkejme tomu F3.

Při měření F1, F2 a F3 je možné vypočítat neznámý LX nebo CX pomocí zobrazených rovnic.

Zobrazeny jsou vypočítané a zobrazené hodnoty pro dvě podmínky 470 nF a 880 uH.

Schéma zapojení

PIC18F14K50 je jednočipové řešení pro měřič OTG-LC, protože poskytuje interní komparátor, který lze použít pro oscilátor LC, a vestavěné rozhraní USB umožňující připojení k portu PC-USB nebo OTG portu telefonu Android.

Krok 2: Aplikace pro Android

Provozní kroky:

1. Po nastavení telefonu Android do vývojového režimu nainstalujte aplikaci-debug.apk z kroku softwaru pomocí počítače a vhodného kabelu USB.
2. Připojte LC-měřič k telefonu Android pomocí adaptéru OTG.
3. Otevřete aplikaci LC měřiče (obrázek 1)
4. Stisknutím tlačítka Připojit se zobrazí žádost o připojení (obrázek 2)
5. Když jsou sondy otevřené v režimu C nebo zkratované v režimu L, stiskněte Kalibrovat, výsledkem je Připraveno (obrázek 3)
6. V režimu C připojte neznámý kondenzátor (470 nF) a stiskněte Spustit, (Obrázek 4, 5)
7. V režimu L připojte neznámý induktor (880 uH) a stiskněte Spustit (obrázek 6, 7)

Krok 3: Spotřeba energie

PIC18F14K50 je USB flash mikrokontrolér s technologií nanoWatt XLP.

Tři obrázky ukazují proud odebíraný hardwarem LC-Meter v režimu OTG během různých fází provozu:

1. Když je hardware připojen k telefonu Android, ale aplikace není spuštěna, 16,28 mA
2. Když je aplikace spuštěna a je v režimu RUN, 18,89 mA
3. Pouze na 2 sekundy při zahájení kalibrace, 76 mA (přídavný proud relé)

Celkově aplikace při běhu čerpá méně než 20 mA, což by bylo v pořadí nakresleném pochodní v telefonu Android.

Krok 4: Hardware

Návrh DPS byl proveden v Eagle-7.4 a soubory CAD jsou připojeny ve formátu. Zip. Obsahují všechny podrobnosti včetně údajů Gerbera.

Pro tento projekt však byl nejprve vyroben model breadboard. Po dokončení obvodů byl proveden podrobný návrh v CADSOFT Eagle 7.4 a PCB byla vyrobena metodou přenosu toneru.

Testy na úrovni karty byly provedeny pomocí testovacího softwaru Qt před zabalením karty do plastového pouzdra.

Výroba a testování dvou jednotek pomáhá při ověřování opakovatelnosti návrhu.

Krok 5: Software

Tento projekt zahrnoval vývoj kódu na třech vývojových platformách:

1. Vývoj vloženého kódu pro mikrokontrolér PIC18F14K50
2. Testovací/nezávislá aplikace založená na PC v Qt na Linuxu
3. Aplikace pro Android pomocí Android Studio v Linuxu

Kód mikrokontroléru

C-kód pro PIC18F14K50 byl vyvinut pod MPLAB 8.66 pomocí kompilátoru CCS-C WHD. Soubor kódu a souboru fuze je přiložen:

1. 037_Android_2_17 17. září. Rar
2. PIC_Android_LC-Meter.hex (otevřeno v MPLAB s kontrolním součtem 0x8a3b)

Testovací aplikace Qt na Linuxu

Testovací aplikace Qt byla vyvinuta pod Qt Creator 4.3.1 s Qt 5.9.1 pod „Debian GNU/Linux 8 (jessie)“. Kód je přiložen:

Aj_LC-Meter_18 17. září

To lze použít jako nezávislou aplikaci založenou na PC pomocí hardwaru LC-metru

Aplikace pro Android na Linuxu

Vyvinuto pod Android Studio 2.3.3 se sdk 26.0.1.

Testováno na telefonu Android, Radmi MH NOTE 1LTE s Androidem verze 4.4.4 KTU84P

LC-Meter_19 17. září

apk soubor app-debug.apk