Sommario:
2025 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2025-01-13 06:57
Diversi anni fa ho costruito un misuratore LC basato su un progetto open source di un "misuratore LC sorprendentemente accurato" di Phil Rice VK3BHR su
Qui viene presentato un design modificato basato su un microcontrollore flash USB Microchip PIC18F14K50 che è collegato a un telefono Android utilizzando la modalità On-The-Go (OTG). Il telefono fornisce alimentazione ai circuiti e un'applicazione Android fornisce l'interfaccia grafica utente (GUI).
Di seguito i punti salienti del design:
- Microcontrollore singolo PIC18F14K50 con interfaccia USB e comparatore analogico interno
- Semplice c-code sul microcontrollore che implementa un frequenzimetro di base
- GUI Test del codice in Qt Creator e nell'applicazione Android utilizzando Android Studio
- Tutti i calcoli eseguiti in un linguaggio di livello superiore
- Basso consumo energetico ~ 18 mA a +5 V
- Progettazione verificata costruendo una breadboard e un'unità ingegnerizzata
Desidero riconoscere l'utilizzo del controller seriale USB per il codice di esempio Android v4.5 nell'implementazione della connettività OTG.
Passaggio 1: teoria del funzionamento e schema del circuito
Principio operativo
Il principio di base del funzionamento si basa sulla determinazione della frequenza di risonanza di un circuito sintonizzato in parallelo LC.
Facendo riferimento al circuito equivalente: Il comparatore interno è impostato come un oscillatore la cui frequenza è determinata dal circuito risonante parallelo LC.
L1/C7 formano il circuito risonante centrale che oscilla a ~50 kHz. Chiamiamola F1
Un condensatore di valore preciso, C6, viene aggiunto in parallelo durante il ciclo di calibrazione. La frequenza cambia quindi a ~ 30 kHz. Chiamiamola F2.
La frequenza di risonanza cambia quando un induttore sconosciuto LX è collegato in serie con L1 o un condensatore sconosciuto CX è collegato in parallelo con C7. Chiamiamola F3.
Misurando F1, F2 e F3 è possibile calcolare l'incognita LX o CX utilizzando le equazioni mostrate.
Vengono mostrati i valori calcolati e visualizzati per due condizioni 470 nF e 880 uH.
Schema del circuito
Il PIC18F14K50 è una soluzione a chip singolo per il misuratore OTG-LC in quanto fornisce un comparatore interno che può essere utilizzato per l'oscillatore LC e un'interfaccia USB integrata che consente la connessione a una porta PC-USB o alla porta OTG del telefono Android.
Passaggio 2: applicazione Android
Fasi Operative:
- Dopo aver impostato il telefono Android in modalità di sviluppo, installa l'app-debug.apk dal passaggio del software utilizzando un PC e un cavo USB adatto.
- Collega il misuratore LC al telefono Android utilizzando un adattatore OTG.
- Aprire l'applicazione del misuratore LC (Figura 1)
- Premere il pulsante Connetti, risultati in richiesta di connessione (Figura 2)
- Con le sonde aperte in modalità C o in cortocircuito in modalità L, premere Calibra, i risultati sono pronti (Figura 3)
- In C-Mode, collega il condensatore sconosciuto (470 nF) e premi Run, (Figura 4, 5)
- In modalità L, collegare un induttore sconosciuto (880 uH) e premere Esegui (Figura 6, 7)
Passaggio 3: consumo energetico
Il PIC18F14K50 è un microcontrollore USB Flash con tecnologia nanoWatt XLP.
Le tre immagini mostrano la corrente assorbita dall'hardware dell'LC-Meter in modalità OTG durante le diverse fasi di funzionamento:
- Quando l'hardware è collegato al telefono Android ma l'applicazione non viene avviata, 16,28 mA
- Quando l'applicazione viene avviata ed è in modalità RUN, 18,89 mA
- Solo per 2 secondi quando viene avviata la calibrazione, 76 mA (corrente relè aggiuntiva)
Nel complesso, l'applicazione durante l'esecuzione assorbe meno di 20 mA, che sarebbe dell'ordine disegnato dalla "Torcia" in un telefono Android.
Passaggio 4: hardware
La progettazione del PCB è stata eseguita in Eagle-7.4 e i file CAD sono allegati in formato. Zip. Contengono tutti i dettagli inclusi i dati Gerber.
Tuttavia, per questo progetto, è stato prima fabbricato un modello breadboard. Dopo la finalizzazione dei circuiti, la progettazione dettagliata è stata eseguita in CADSOFT Eagle 7.4 e il PCB è stato fabbricato utilizzando il metodo di trasferimento del toner.
I test a livello della scheda sono stati eseguiti utilizzando il software di test Qt prima di imballare la scheda nell'involucro di plastica.
La fabbricazione e il test di due unità aiutano a convalidare la ripetibilità del progetto.
Passaggio 5: software
Questo progetto prevedeva lo sviluppo del codice su tre piattaforme di sviluppo:
- Lo sviluppo del codice embedded per il microcontrollore PIC18F14K50
- Test basato su PC/applicazione indipendente in Qt su Linux
- Applicazione Android che utilizza Android Studio su Linux
Codice Microcontrollore
Il codice C per il PIC18F14K50 è stato sviluppato sotto MPLAB 8.66 utilizzando il compilatore CCS-C WHD. Il codice e il file fuze sono allegati:
- 037_Android_2_17 17 settembre.rar
- PIC_Android_LC-Meter.hex (aperto in MPLAB con checksum 0x8a3b)
Applicazione di test Qt su Linux
Un'applicazione di test Qt è stata sviluppata sotto Qt Creator 4.3.1 con Qt 5.9.1 sotto "Debian GNU/Linux 8 (jessie)". Il codice è allegato:
Aj_LC-Meter_18 settembre 17. Zip
Può essere utilizzato come un'applicazione indipendente basata su PC utilizzando l'hardware del misuratore LC
Applicazione Android su Linux
Sviluppato con Android Studio 2.3.3 con sdk 26.0.1.
Testato su telefono Android, Radmi MH NOTE 1LTE con versione Android 4.4.4 KTU84P
LC-Meter_19 settembre 17.zip
apk file app-debug.apk