RC měřič pomocí mikrokontroléru Tiva: 7 kroků

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

Pro tento projekt je RC měřič na bázi mikrořadiče navržen a implementován tak, aby byl přenosný, přesný, snadno použitelný a relativně levný na výrobu. Je snadno použitelný a uživatel si může snadno vybrat režim měřiče buď jako odpor, nebo kapacitu.

ODPOR:

Odpor neznámé součásti lze měřit pomocí pravidla děliče napětí, kde je neznámá součást zapojena do série se známým odporem. Je dodáváno známé napětí (Vcc) a úbytek napětí na něm je přímo úměrný jeho odporu. Pro automatické přepínání se používají 4 obvody JFET, které porovnávají neznámé odporové napětí a dávají nejlepší hodnotu.

KAPACITA:

U kapacity je doba potřebná k nabití plně vybitého kondenzátoru na 0,632 napájecího napětí, VS; se nachází prostřednictvím čítače v mikrořadiči a je děleno hodnotou známého odporu, tj. 10k, aby se získala kapacita. Naměřená hodnota je zobrazena na LCD displeji, který udává hodnotu s plovoucí desetinnou čárkou.

Krok 1: Hardware a komponenty

Použijeme následující komponenty:

1. Mikrokontrolér TM4C123GH6PM

Mikrokontrolér Cortex-M vybraný pro hardwarové programování a ilustrace rozhraní je TM4C123 od společnosti Texas Instruments. Tento mikrokontrolér patří k vysoce výkonné architektuře ARM Cortex-M4F a má integrovanou širokou škálu periferií.

2. LCD

Displej z tekutých krystalů (LCD) nahrazuje sedmisegmentový displej kvůli jeho snížení nákladů a je univerzálnější pro zobrazování alfanumerických znaků. Nyní jsou za nominální ceny k dispozici také pokročilejší grafické displeje. Použijeme LCD 16x2.

3. MOSFET 2N7000

2N7000 je N-kanálový MOSFET s vylepšeným režimem, který se používá pro aplikace přepínání s nízkým výkonem, s různým uspořádáním vodičů a proudovým hodnocením. 2N7000 je zabalen v pouzdře TO-92 a je 60 V zařízením. Může přepínat 200 mA.

4. Odpor

Odpory 100 ohmů, 10 kOhm, 100 kOhm, 698 kOhm se používají pro automatické přepínání v odporovém měřiči a 10 k pro obvod v kapacitním měřiči.

Krok 2: KONFIGURACE PINu

Pořadí, ve kterém budeme připevňovat kolíky, je znázorněno na obrázku:

Krok 3: PRÁCE

R měřič

Zásada

Měřič R je navržen na principu dělení napětí. Uvádí, že napětí je rozděleno mezi dva sériové odpory přímo úměrně jejich odporu.

Pracovní

Použili jsme čtyři obvody MOSFET, které zajišťují přepínání. Kdykoli se má měřit neznámý odpor, nejprve se měří napětí napříč neznámým odporem, který je společný pro každý ze 4 obvodů, pomocí pravidla děliče napětí. Nyní ADC udává hodnotu napětí na každém známém rezistoru a zobrazuje ji na LCD. Schéma zapojení a rozvržení desky plošných spojů pro měřič R je znázorněno na obrázku.

V našem obvodu používáme 5 řídicích kolíků mikrokontroléru, tj. PD2, PC7, PC6, PC5 a PC4. Tyto kolíky se používají pro napájení 0 nebo 3,3 V příslušnému obvodu. Pin ADC, tj. PE2, měří napětí a LCD jej zobrazuje na obrazovce.

C Měřič

Zásada

Pro měření C používáme koncept časové konstanty.

Pracovní

Existuje jednoduchý RC obvod, jehož vstupní stejnosměrné napětí je řízeno námi, tj. Pomocí kolíku PD3 tiva. Na kterém dodáváme do obvodu 3,3 voltů. Jakmile vytvoříme pinový výstup PD3, spustíme časovač a také začneme měřit napětí na kondenzátoru pomocí analogového převodníku, který je již v tiva přítomen. Jakmile je napětí 63 procent vstupu (což v našem případ je 2,0856), zastavíme časovač a přestaneme napájet náš obvod. Poté změříme čas pomocí hodnoty čítače a frekvence. používáme R známé hodnoty, tj. 10k, takže teď máme čas a R můžeme jednoduše a hodnotu kapacity pomocí následujícího vzorce:

t = RC

Krok 4: KÓDOVÁNÍ A VIDEO

Zde jsou kódy projektu a datové listy použitých komponent.

Projekt byl kódován v Keil Microvision 4. Můžete si jej stáhnout z webových stránek Keil 4. Chcete-li získat podrobné informace o různých řádcích kódů, doporučujeme vám projít datový list mikrořadiče tiva na adrese https:// www. ti.com/lit/gpn/tm4c123gh6pm

Krok 5: VÝSLEDKY

Výsledky různých hodnot rezistorů a kondenzátorů jsou zobrazeny ve formě tabulek a jejich srovnání je také znázorněno na obrázku.

Krok 6: ZÁVĚR

Hlavním cílem tohoto projektu je navrhnout měřič LCR na bázi mikrokontroléru pro měření indukčnosti, kapacity a odporu. Cíle bylo dosaženo, když měřič funguje, a dokáže stisknout tlačítko a připojit neznámou součástku hodnoty pro všechny tři komponenty. Mikrokontrolér vyšle signál a změří odezvu komponent, které jsou převedeny do digitální podoby a analyzovány pomocí naprogramovaných vzorců v mikrokontroléru, aby se získala požadovaná hodnota. Výsledek je odeslán na LCD displej k zobrazení.

Krok 7: ZVLÁŠTNÍ DÍKY

Zvláštní poděkování patří členům mé skupiny a mému instruktorovi, který mi pomohl s tímto projektem. Doufám, že vás tento návod bude zajímat. Toto je Fatima Abbas z UET Signing Off.

Doufám, že vám brzy přineseme další. Do té doby se opatrujte:)