RC -måler ved hjælp af Tiva Microcontroller: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Til dette projekt er en mikro-controller baseret RC-måler designet og implementeret til at være bærbar, præcis, enkel at bruge og relativt billig at fremstille. Det er enkelt at bruge, og brugeren kan nemt vælge målerens tilstand som enten: modstand eller kapacitans.

MODSTAND:

Modstanden for en ukendt komponent kan måles ved hjælp af spændingsdelerregel, hvor den ukendte komponent er forbundet i serie med en kendt modstand. En kendt spænding (Vcc) leveres, og spændingsfaldet over den er direkte proportional med dens modstand. Til autodistance bruges 4 JFET-kredsløb, der sammenligner den ukendte modstandsspænding og giver den bedste værdi.

KAPACITANS:

For kapacitans, den tid det tager at oplade en fuldt afladet kondensator til 0,632 af forsyningsspændingen, VS; findes gennem tælleren i mikrokontrolleren, og den divideres med værdien af den kendte modstand, dvs. 10k for at give kapacitans. Den målte værdi vises på LCD'et, hvilket giver en flydende værdi.

Trin 1: Hardware og komponenter

Vi vil bruge følgende komponenter:

1. Mikrokontroller TM4C123GH6PM

Cortex-M mikrokontroller valgt til hardware-baseret programmering og grænsefladeillustrationer er TM4C123 fra Texas Instruments. Denne mikrokontroller tilhører den højtydende ARM Cortex-M4F-baserede arkitektur og har et bredt sæt eksterne enheder integreret.

2. LCD

Liquid crystal displayet (LCD) erstatter displayet på syv segmenter på grund af dets omkostningsreduktioner og er mere alsidigt til visning af alfanumeriske tegn. Mere avancerede grafikdisplays er også tilgængelige nu til nominelle priser. Vi bruger 16x2 LCD.

3. 2N7000 MOSFET

2N7000 er en N-kanal, forbedringsmodus MOSFET'er, der bruges til applikationer med lav effekt, med forskellige afledningsarrangementer og aktuelle vurderinger. Emballeret i et TO-92-kabinet er 2N7000 en 60 V-enhed. Den kan skifte 200 mA.

4. Modstand

Modstande på 100 ohm, 10kohm, 100kohm, 698kohm bruges til autorangering i modstandsmåler og 10k til kredsløbet i kapacitansmåler.

Trin 2: PIN -KONFIGURATION

Den rækkefølge, hvor vi skal fastgøre stifter, er vist på figuren:

Trin 3: ARBEJDE

R Meter

Princip

R måler er designet ved hjælp af princippet om spændingsdeling. Det hedder, at spændingen er delt mellem to seriemodstande i direkte forhold til deres modstand.

Arbejder

Vi har brugt fire MOSFET -kredsløb, der giver skift. Når en ukendt modstand skal måles, måles først og fremmest spænding på tværs af den ukendte modstand, der er fælles for hvert af de 4 kredsløb ved hjælp af spændingsdelerregel. Nu giver ADC værdien af spænding over hver kendt modstand og viser den på LCD. Kredsløbsdiagram og PCB -layout for R -meter er vist i figur.

I vores kredsløb bruger vi 5 kontrolstifter af mikrokontroller, dvs. PD2, PC7, PC6, PC5 og PC4. Disse ben bruges til at give 0 eller 3,3V til det tilsvarende kredsløb. ADC -pin, dvs. PE2 måler spændingen, og LCD viser den på skærmen.

C Meter

Princip

Til måling af C bruger vi begrebet tidskonstant.

Arbejder

Der er et enkelt RC -kredsløb, hvis indgangsspænding styres af os, dvs. ved hjælp af pin PD3 på tiva. På hvilken vi leverer 3,3 volt til kredsløbet. Så snart vi har stift PD3 -udgangen, starter vi timeren og begynder også at måle spændingen over kondensatoren ved hjælp af Analog to Digital converter, som allerede er til stede i tiva. Så snart spændingen er 63 procent af input (hvilket i vores case er 2.0856), stopper vi timeren, og vi holder op med at levere forsyning til vores kredsløb. Derefter måler vi tiden ved hjælp af tællerværdi og frekvens. vi bruger R med kendt værdi, dvs. 10k, så nu har vi tid og R kan vi simpelthen og værdien af kapacitans ved hjælp af følgende formel:

t = RC

Trin 4: KODING OG VIDEO

Her er projektkoder og datablade for de anvendte komponenter.

Projektet er blevet kodet i Keil Microvision 4. Du kan downloade det fra Keil 4.s websted. For detaljer om forskellige koderegler opfordres du til at gå igennem databladet til tiva mikro-controller på https:// www. ti.com/lit/gpn/tm4c123gh6pm

Trin 5: RESULTATER

Resultaterne af forskellige værdier af modstande og kondensatorer vises i form af tabeller, og deres sammenligning er også vist i figuren.

Trin 6: KONKLUSION

Hovedformålet med dette projekt er at designe en mikrokontrollerbaseret LCR -måler til måling af induktans, kapacitans og modstand. Målet blev nået, da måleren fungerer og kan finde værdierne for alle tre komponenter, når der trykkes på knappen, og den ukendte komponent tilsluttes. Mikrocontrolleren sender et signal og måler responsen fra komponenterne, som konverteres til en digital form og analyseres ved hjælp af programmerede formler i mikrokontrolleren for at give den ønskede værdi. Resultatet sendes til LCD'et for at blive vist.

Trin 7: SÆRLIGE TAK

Særlig tak til mine gruppemedlemmer og min instruktør, der hjalp mig igennem dette projekt. Jeg håber, at du finder dette instruerbart interessant. Dette er Fatima Abbas fra UET Logning Off.

Håber snart at bringe nogle flere til dig. Indtil da pas på:)