Misuratore RC utilizzando il microcontrollore Tiva: 7 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Per questo progetto è stato progettato e implementato un misuratore RC basato su microcontrollore per essere portatile, preciso, semplice da usare e relativamente economico da fabbricare. È semplice da usare e l'utente può selezionare facilmente la modalità del misuratore come: resistenza o capacità.

RESISTENZA:

La resistenza di un componente sconosciuto può essere misurata utilizzando la regola del partitore di tensione in cui il componente sconosciuto è collegato in serie con un resistore noto. Viene fornita una tensione nota (Vcc) e la caduta di tensione ai suoi capi è direttamente proporzionale alla sua resistenza. Per l'auto-ranging, vengono utilizzati 4 circuiti JFET che confrontano la tensione di resistenza sconosciuta e danno il valore migliore.

CAPACITÀ:

Per la capacità, il tempo impiegato per caricare un condensatore completamente scarico a 0,632 della tensione di alimentazione, VS; si trova attraverso il contatore nel microcontrollore e si divide per il valore della resistenza nota cioè 10k per dare la capacità. Il valore misurato viene visualizzato sul display LCD che fornisce un valore in virgola mobile.

Passaggio 1: hardware e componenti

Useremo i seguenti componenti:

1. Microcontrollore TM4C123GH6PM

Il microcontrollore Cortex-M selezionato per la programmazione basata su hardware e le illustrazioni di interfacciamento è TM4C123 di Texas Instruments. Questo microcontrollore appartiene all'architettura basata su ARM Cortex-M4F ad alte prestazioni e dispone di un ampio set di periferiche integrate.

2. LCD

Il display a cristalli liquidi (LCD) sta sostituendo il display a sette segmenti grazie alla sua riduzione dei costi ed essendo più versatile per la visualizzazione di caratteri alfanumerici. Sono ora disponibili anche display grafici più avanzati a prezzi nominali. Useremo LCD 16x2.

3. MOSFET 2N7000

Il 2N7000 è un MOSFET a canale N in modalità di miglioramento utilizzato per applicazioni di commutazione a bassa potenza, con diverse disposizioni di cavi e correnti nominali. Confezionato in un contenitore TO-92, 2N7000 è un dispositivo da 60 V. Può commutare 200 mA.

4. Resistenza

Resistenze di 100 ohm, 10kohm, 100kohm, 698kohm vengono utilizzate per l'autoranging nel misuratore di resistenza e 10k per il circuito nel misuratore di capacità.

Passaggio 2: CONFIGURAZIONE PIN

L'ordine in cui andremo ad attaccare i pin è mostrato nella figura:

Fase 3: LAVORO

R metro

Principio

Il misuratore R è progettato utilizzando il principio della divisione della tensione. Dichiara che la tensione è divisa tra due resistori in serie in proporzione diretta alla loro resistenza.

Lavorando

Abbiamo usato quattro circuiti MOSFET che forniscono la commutazione. Ogni volta che si deve misurare una resistenza sconosciuta, prima di tutto viene misurata la tensione ai capi della resistenza sconosciuta che è comune a ciascuno dei 4 circuiti utilizzando la regola del partitore di tensione. Ora ADC fornisce il valore della tensione attraverso ciascun resistore noto e lo visualizza sul display LCD. Lo schema del circuito e il layout del PCB per il misuratore R sono mostrati in figura.

Nel nostro circuito stiamo usando 5 pin di controllo del microcontrollore cioè PD2, PC7, PC6, PC5 e PC4. Questi pin vengono utilizzati per fornire 0 o 3,3 V al circuito corrispondente. Il pin ADC, ovvero PE2 misura la tensione e l'LCD la visualizza sullo schermo.

C metro

Principio

Per la misura di C usiamo il concetto di costante di tempo.

Lavorando

C'è un semplice circuito RC, la cui tensione DC in ingresso è controllata da noi cioè utilizzando il pin PD3 di tiva. Sul quale forniamo 3.3Volts al circuito. Non appena effettuiamo l'uscita del pin PD3, avviamo il timer e iniziamo anche a misurare la tensione ai capi del condensatore utilizzando il convertitore Analog to Digital, che è già presente in tiva. caso è 2.0856), fermiamo il timer e smettiamo di fornire alimentazione al nostro circuito. Quindi misuriamo il tempo utilizzando il valore del contatore e la frequenza. stiamo usando R di valore noto, cioè 10k, quindi ora abbiamo tempo e R possiamo semplicemente e il valore della capacità usando la seguente formula:

t = RC

Passaggio 4: CODIFICA E VIDEO

Ecco i codici di progetto e le schede tecniche dei componenti utilizzati.

Il progetto è stato codificato in Keil Microvision 4. È possibile scaricarlo dal sito Web di Keil 4. Per i dettagli delle varie righe di codici, si consiglia di consultare la scheda tecnica del microcontrollore tiva all'indirizzo https://www. ti.com/lit/gpn/tm4c123gh6pm

Fase 5: RISULTATI

I risultati di diversi valori di resistori e condensatori vengono mostrati sotto forma di tabelle e il loro confronto è anche mostrato nella figura.

Fase 6: CONCLUSIONE

L'obiettivo principale di questo progetto è progettare un misuratore LCR basato su microcontrollore per misurare l'induttanza, la capacità e la resistenza. L'obiettivo è stato raggiunto poiché lo strumento funziona e può trovare i valori per tutti e tre i componenti quando viene premuto il pulsante e il componente sconosciuto è collegato. Il microcontrollore invierà un segnale e misurerà la risposta dei componenti che viene convertito in un formato digitale e analizzato utilizzando formule programmate nel microcontrollore per fornire il valore desiderato. Il risultato viene inviato al display LCD per essere visualizzato.

Fase 7: RINGRAZIAMENTI SPECIALI

Un ringraziamento speciale ai membri del mio gruppo e al mio istruttore che mi ha aiutato in questo progetto. Spero che trovi interessante questo tutorial. Sono Fatima Abbas della firma dell'UET.

Spero di portarne altri presto per te. Fino ad allora abbi cura di te:)