Android On-The-Go (OTG) LC-mittari: 5 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Rakensin useita vuosia sitten LC-mittarin, joka perustui Phil Rice VK3BHR: n "Yllättävän tarkka LC-mittari" avoimen lähdekoodin suunnitteluun osoitteessa

Tässä esitetään muutettu malli, joka perustuu mikrosiruun PIC18F14K50 USB Flash Microcontroller, joka on yhdistetty Android-puhelimeen On-The-Go (OTG) -tilassa. Puhelin syöttää virtaa piiriin ja Android-sovellus tarjoaa graafisen käyttöliittymän (GUI).

Seuraavat ovat suunnittelun kohokohtia:

1. Yksi PIC18F14K50 -mikrokontrolleri USB -liitännällä ja sisäisellä analogisella vertailulaitteella
2. Yksinkertainen c-koodi mikrokontrollerissa, joka toteuttaa perustaajuuslaskurin
3. GUI -testikoodi Qt Creatorissa ja Android -sovelluksessa Android Studion avulla
4. Kaikki laskelmat suoritetaan korkeammalla kielellä
5. Pieni virrankulutus ~ 18 mA +5V
6. Suunnittelu on varmistettu rakentamalla leipälevy ja suunniteltu yksikkö

Haluan myöntää USB -sarjaliikenneohjaimen käytön Android v4.5 -esimerkikoodille OTG -yhteyden toteuttamisessa.

Vaihe 1: Toimintateoria ja piirikaavio

Toimintaperiaate

Toiminnan perusperiaate perustuu LC -rinnakkain viritetyn piirin resonanssitaajuuden määrittämiseen.

Vastaavan piirin viittaus: Sisäinen vertailija on asetettu oskillaattoriksi, jonka taajuuden määrittää LC-rinnakkaisresonanssipiiri.

L1/C7 muodostavat ydinresonanssipiirin, joka värähtelee ~ 50 kHz: n taajuudella. Kutsutaan tätä F1: ksi

Tarkan arvon kondensaattori C6 lisätään rinnakkain kalibrointisyklin aikana. Taajuus muuttuu sitten ~ 30 kHz: ksi. Kutsutaan tätä F2: ksi.

Resonanssitaajuus muuttuu, kun joko tuntematon induktori LX on kytketty sarjaan L1: n kanssa tai tuntematon kondensaattori CX on kytketty rinnakkain C7: n kanssa. Kutsutaan tätä F3: ksi.

Mittaamalla F1, F2 ja F3 on mahdollista laskea tuntematon LX tai CX käyttämällä esitettyjä yhtälöitä.

Näytetään kahden tilan 470 nF ja 880 uH lasketut ja näytetyt arvot.

Piirikaavio

PIC18F14K50 on yhden sirun ratkaisu OTG-LC-mittarille, koska se tarjoaa sisäisen vertailijan, jota voidaan käyttää LC-oskillaattorissa, ja sisäänrakennetun USB-liitännän, joka mahdollistaa yhteyden PC-USB-porttiin tai Android-puhelimen OTG-porttiin.

Vaihe 2: Android -sovellus

Käyttövaiheet:

1. Kun olet asettanut Android-puhelimen kehitystilaan, asenna app-debug.apk ohjelmistovaiheesta tietokoneella ja sopivalla USB-kaapelilla.
2. Liitä LC-mittari Android-puhelimeen OTG-sovittimen avulla.
3. Avaa LC -mittarin sovellus (Kuva 1)
4. Paina Yhdistä -painiketta, tuloksena on yhteyspyyntö (Kuva 2)
5. Kun anturit ovat auki C-tilassa tai oikosulussa L-tilassa, paina Kalibroi, tuloksena on Valmis (Kuva 3)
6. Liitä C-tilassa tuntematon kondensaattori (470 nF) ja paina Suorita (Kuva 4, 5)
7. Liitä L-tilassa tuntematon induktori (880 uH) ja paina Run (Kuva 6, 7)

Vaihe 3: Virrankulutus

PIC18F14K50 on USB -salamalaite, jossa on nanoWatt XLP -tekniikka.

Kolme kuvaa osoittavat LC-Meter-laitteiston OTG-tilassa ottaman virran eri käyttövaiheissa:

1. Kun laitteisto on kytketty Android -puhelimeen, mutta sovellusta ei käynnistetä, 16,28 mA
2. Kun sovellus käynnistetään ja se on RUN -tilassa, 18,89 mA
3. Vain 2 sekunnin ajan, kun kalibrointi aloitetaan, 76 mA (lisärelevirta)

Kaiken kaikkiaan sovellus kuluttaa käynnissä alle 20 mA, joka olisi sama kuin taskulamppu Android -puhelimessa.

Vaihe 4: Laitteisto

Piirilevyn suunnittelu suoritettiin Eagle-7.4-versiossa ja CAD-tiedostot on liitetty. Zip-muodossa. Ne sisältävät kaikki tiedot, mukaan lukien Gerberin tiedot.

Tätä hanketta varten valmistettiin kuitenkin ensin leipälautamalli. Piirin viimeistelyn jälkeen yksityiskohtainen suunnittelu suoritettiin CADSOFT Eagle 7.4: ssä ja piirilevy valmistettiin väriaineen siirtomenetelmällä.

Korttitason testit suoritettiin Qt -testiohjelmistolla ennen kortin pakkaamista muovikoteloon.

Kahden yksikön valmistus ja testaus auttavat vahvistamaan suunnittelun toistettavuuden.

Vaihe 5: Ohjelmisto

Tämä projekti sisälsi koodin kehittämisen kolmella kehitysalustalla:

1. PIC18F14K50 -mikrokontrollerin sulautetun koodin kehittäminen
2. PC -pohjainen testi/riippumaton sovellus Qt: ssä Linuxissa
3. Android -sovellus, joka käyttää Android Studiota Linuxissa

Mikro -ohjaimen koodi

PIC18F14K50: n C-koodi kehitettiin MPLAB 8.66: ssa CCS-C WHD-kääntäjää käyttäen. Koodi ja fuze -tiedosto ovat liitteenä:

1. 037_Android_2_17 17. syyskuuta
2. PIC_Android_LC-Meter.hex (avoin MPLAB-tiedostossa tarkistussummalla 0x8a3b)

Qt -testisovellus Linuxissa

Qt -testisovellus kehitettiin Qt Creator 4.3.1: ssä ja Qt 5.9.1 kohdassa "Debian GNU/Linux 8 (jessie)". Koodi on liitteenä:

Aj_LC-Meter_18 syyskuu 17. Zip

Tätä voidaan käyttää itsenäisenä PC-pohjaisena sovelluksena, joka käyttää LC-mittarin laitteistoa

Android -sovellus Linuxissa

Kehitetty Android Studio 2.3.3: ssa ja sdk 26.0.1.

Testattu Android -puhelimella, Radmi MH NOTE 1LTE Android -versiolla 4.4.4 KTU84P

LC-Meter_19 17. syyskuuta zip

apk-tiedosto app-debug.apk