RC-meter met behulp van Tiva Microcontroller - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Voor dit project is een op microcontrollers gebaseerde RC-meter ontworpen en geïmplementeerd om draagbaar, nauwkeurig, gebruiksvriendelijk en relatief goedkoop te fabriceren. Het is eenvoudig te gebruiken en de gebruiker kan de modus van de meter gemakkelijk selecteren als: weerstand of capaciteit.

WEERSTAND:

De weerstand van een onbekende component kan worden gemeten met behulp van een spanningsdelerregel waarbij de onbekende component in serie is geschakeld met een bekende weerstand. Er wordt een bekende spanning (Vcc) geleverd en de spanningsval erover is recht evenredig met de weerstand. Voor auto-ranging worden 4 JFET-circuits gebruikt die de onbekende weerstandsspanning vergelijken en de beste waarde geven.

CAPACITEIT:

Voor capaciteit, de tijd die nodig is om een volledig ontladen condensator op te laden tot 0,632 van de voedingsspanning, VS; wordt gevonden via de teller in de microcontroller en wordt gedeeld door de waarde van de bekende weerstand, d.w.z. 10k om capaciteit te geven. De gemeten waarde wordt weergegeven op het LCD-scherm dat een drijvende-kommawaarde geeft.

Stap 1: Hardware en componenten

We gaan de volgende componenten gebruiken:

1. Microcontroller TM4C123GH6PM

De Cortex-M-microcontroller die is geselecteerd voor op hardware gebaseerde programmering en interfaceillustraties is TM4C123 van Texas Instruments. Deze microcontroller behoort tot de hoogwaardige ARM Cortex-M4F-gebaseerde architectuur en heeft een brede set randapparatuur geïntegreerd.

2. LCD

Het liquid crystal display (LCD) vervangt het zevensegmentendisplay vanwege de kostenbesparingen en is veelzijdiger voor het weergeven van alfanumerieke tekens. Meer geavanceerde grafische displays zijn nu ook beschikbaar tegen nominale prijzen. We gaan 16x2 LCD gebruiken.

3. 2N7000 MOSFET

De 2N7000 is een N-kanaals MOSFET's met verbeterde modus die wordt gebruikt voor schakeltoepassingen met een laag vermogen, met verschillende aansluitleidingen en stroomwaarden. De 2N7000 is verpakt in een TO-92-behuizing en is een 60 V-apparaat. Hij kan 200 mA schakelen.

4. Weerstand:

Weerstanden van 100 ohm, 10kohm, 100kohm, 698kohm worden gebruikt voor autoranging in de weerstandsmeter en 10k voor het circuit in de capaciteitsmeter.

Stap 2: PIN-CONFIGURATIE

De volgorde waarin we pinnen gaan bevestigen, wordt weergegeven in de afbeelding:

Stap 3: WERKEN

R-meter

Beginsel

R-meter is ontworpen volgens het principe van spanningsdeling. Er staat dat de spanning wordt verdeeld over twee serieweerstanden in directe verhouding tot hun weerstand.

Werken

We hebben vier MOSFET-circuits gebruikt die schakelen mogelijk maken. Telkens wanneer een onbekende weerstand moet worden gemeten, wordt eerst de spanning gemeten over de onbekende weerstand die gemeenschappelijk is voor elk van de 4 circuits met behulp van de spanningsdelerregel. Nu geeft ADC de waarde van de spanning over elke bekende weerstand en geeft deze weer op het LCD-scherm. Schakelschema en PCB-lay-out voor R-meter wordt getoond in figuur.

In ons circuit gebruiken we 5 besturingspinnen van de microcontroller, d.w.z. PD2, PC7, PC6, PC5 en PC4. Deze pinnen worden gebruikt om 0 of 3,3V te geven aan het bijbehorende circuit. ADC-pin, d.w.z. PE2 meet de spanning en LCD geeft deze op het scherm weer.

C-meter

Beginsel

Voor het meten van C gebruiken we het concept van tijdconstante.

Werken

Er is een eenvoudig RC-circuit, waarvan de ingangsgelijkspanning door ons wordt geregeld, d.w.z. met behulp van de pin PD3 van tiva. Waarop we 3,3 Volt aan het circuit leveren. Zodra we de pin PD3-uitgang maken, starten we de timer en beginnen we ook met het meten van de spanning over de condensator met behulp van de analoog naar digitaal converter, die al aanwezig is in tiva. Zodra de spanning 63 procent van de ingang is (wat in onze geval is 2.0856), stoppen we de timer en stoppen we met het leveren van voeding aan ons circuit. Vervolgens meten we de tijd met behulp van de tellerwaarde en frequentie. we gebruiken R met een bekende waarde, d.w.z. 10k, dus nu hebben we tijd en R kunnen we eenvoudig en de waarde van de capaciteit met behulp van de volgende formule:

t = RC

Stap 4: CODEREN EN VIDEO

Hier zijn Projectcodes en de datasheets van de gebruikte componenten.

Het project is gecodeerd in Keil Microvision 4. U kunt het downloaden van de website van Keil 4. Voor de details van verschillende coderegels wordt u aangemoedigd om de datasheet van tiva microcontroller te raadplegen op https://www. ti.com/lit/gpn/tm4c123gh6pm

Stap 5: RESULTATEN

De resultaten van verschillende waarden van weerstanden en condensatoren worden getoond in de vorm van tabellen en hun vergelijking wordt ook getoond in de figuur.

Stap 6: CONCLUSIE

Het hoofddoel van dit project is het ontwerpen van een op microcontrollers gebaseerde LCR-meter om inductantie, capaciteit en weerstand te meten. Het doel is bereikt omdat de meter werkt en de waarden voor alle drie de componenten kan vinden wanneer de knop wordt ingedrukt en het onbekende onderdeel wordt aangesloten. De microcontroller stuurt een signaal en meet de respons van de componenten die wordt omgezet in een digitale vorm en geanalyseerd met behulp van geprogrammeerde formules in de microcontroller om de gewenste waarde te geven. Het resultaat wordt naar het LCD-scherm gestuurd om te worden weergegeven.

Stap 7: SPECIALE BEDANKT

Speciale dank aan mijn groepsleden en mijn instructeur die me door dit project hebben geholpen. Ik hoop dat je dit instructable interessant vindt. Dit is Fatima Abbas van UET Signing Off.

Hoop snel weer wat meer voor je mee te kunnen nemen. Tot dan voorzichtig zijn:)