Android On-The-Go (OTG) LC-måler: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

For flere år siden byggede jeg et LC-meter baseret på et open-source design af et "overraskende præcist LC-meter" af Phil Rice VK3BHR på

Her præsenteres et modificeret design baseret på en Microchip PIC18F14K50 USB Flash Microcontroller, som er forbundet til en Android-telefon ved hjælp af On-The-Go (OTG) -tilstand. Telefonen giver strøm til kredsløbet, og en Android-applikation giver den grafiske bruger-grænseflade (GUI).

Følgende er højdepunkterne i designet:

1. Enkelt PIC18F14K50 mikrokontroller med USB -interface og intern analog komparator
2. Enkel c-kode på mikrokontrolleren, der implementerer en grundlæggende frekvensmåler
3. GUI -testkode i Qt Creator og Android -applikation ved hjælp af Android Studio
4. Alle beregninger udført på et højere sprog
5. Lavt strømforbrug ~ 18 mA ved +5V
6. Design verificeret ved at bygge et brødbræt og konstrueret enhed

Jeg ønsker at anerkende brugen af Usb seriel controller til Android v4.5 eksempelkode til implementering af OTG -forbindelsen.

Trin 1: Teori om drift og kredsløbsskema

Driftsprincip

Det grundlæggende funktionsprincip er baseret på bestemmelse af resonansfrekvensen for et LC parallelt afstemt kredsløb.

Henvisning til det ækvivalente kredsløb: Den interne komparator er opsat som en oscillator, hvis frekvens bestemmes af LC parallelle resonanskredsløb.

L1/C7 danner kerne -resonanskredsløbet, der oscillerer ved ~ 50 kHz. Lad os kalde dette F1

En kondensator med en nøjagtig værdi, C6 tilføjes parallelt under kalibreringscyklussen. Frekvensen ændres derefter til ~ 30 kHz. Lad os kalde dette F2.

Resonansfrekvensen ændres, når enten en ukendt induktor LX er forbundet i serie med L1 eller en ukendt kondensator CX er forbundet parallelt med C7. Lad os kalde dette F3.

Ved måling af F1, F2 & F3 er det muligt at beregne den ukendte LX eller CX ved hjælp af de viste ligninger.

De beregnede og viste værdier for to betingelser 470 nF og 880 uH vises.

Kredsløbsskema

PIC18F14K50 er en enkeltchip-løsning til OTG-LC-måleren, da den giver en intern komparator, der kan bruges til LC-oscillatoren og en indbygget USB-grænseflade, der muliggør forbindelse til en PC-USB-port eller Android Phone OTG-porten.

Trin 2: Android -applikation

Betjeningstrin:

1. Efter opsætning af Android-telefonen til udviklingstilstand skal du installere app-debug.apk fra softwaretrinet ved hjælp af en pc og et passende USB-kabel.
2. Tilslut LC-måleren til Android-telefonen ved hjælp af en OTG-adapter.
3. Åbn LC -målerprogrammet (figur 1)
4. Tryk på knappen Tilslut, resulterer i anmodning om forbindelse (figur 2)
5. Når proberne er åbne i C-tilstand eller kortsluttet i L-tilstand, skal du trykke på Kalibrer, hvilket resulterer i Klar (figur 3)
6. I C-tilstand skal du tilslutte ukendt kondensator (470 nF) og trykke på Kør, (figur 4, 5)
7. I L-tilstand skal du tilslutte ukendt induktor (880 uH) og trykke på Kør (figur 6, 7)

Trin 3: Strømforbrug

PIC18F14K50 er en USB Flash -mikrokontroller med nanoWatt XLP -teknologi.

De tre billeder viser den strøm, der tegnes af LC-Meter hardware i OTG-Mode under forskellige driftsfaser:

1. Når hardwaren er tilsluttet Android -telefonen, men applikationen ikke startes, 16,28 mA
2. Når applikationen startes og er i RUN -tilstand, 18,89 mA
3. Kun i 2 sekunder, når kalibrering startes, 76 mA (yderligere relæstrøm)

Samlet set tegner applikationen under kørsel mindre end 20 mA, hvilket ville være af den rækkefølge, som 'Torch' i en Android -telefon tegner.

Trin 4: Hardware

PCB-designet blev udført i Eagle-7.4, og CAD-filerne er vedhæftet i. Zip-form. De indeholder alle detaljer, herunder Gerber -data.

Men til dette projekt blev der først fremstillet en brødbrætmodel. Efter afslutning af kredsløbet blev det detaljerede design udført i CADSOFT Eagle 7.4 og printkortet fremstillet ved hjælp af toneroverførselsmetoden.

Kortniveau -tests blev udført ved hjælp af Qt -testsoftwaren, før kortet blev pakket ind i plastikhuset.

Fremstilling og test af to enheder hjælper med at validere designens repeterbarhed.

Trin 5: Software

Dette projekt involverede udvikling af kode på tre udviklingsplatforme:

1. Udviklingen af den integrerede kode til PIC18F14K50 mikrokontroller
2. PC -baseret test/uafhængig applikation i Qt på Linux
3. Android -applikation ved hjælp af Android Studio på Linux

Mikrokontroller kode

C-koden til PIC18F14K50 blev udviklet under MPLAB 8.66 ved hjælp af CCS-C WHD Compiler. Koden og fuze -filen er vedhæftet:

1. 037_Android_2_17 17. 17.rar
2. PIC_Android_LC-Meter.hex (åben i MPLAB med en checksum 0x8a3b)

Qt test applikation på Linux

Et Qt -testprogram blev udviklet under Qt Creator 4.3.1 med Qt 5.9.1 under "Debian GNU/Linux 8 (jessie)". Koden er vedhæftet:

Aj_LC-Meter_18 17. sep. Zip

Dette kan bruges som en uafhængig pc-baseret applikation ved hjælp af LC-meter hardware

Android -applikation på Linux

Udviklet under Android Studio 2.3.3 med sdk 26.0.1.

Testet på Android -telefon, Radmi MH NOTE 1LTE med Android version 4.4.4 KTU84P

LC-Meter_19 17. sep. Zip

apk-fil app-debug.apk