RC -mittari Tiva -mikrokontrollerilla: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Tätä projektia varten mikro-ohjaimeen perustuva RC-mittari on suunniteltu ja toteutettu kannettavaksi, täsmälliseksi, helppokäyttöiseksi ja suhteellisen halpaksi valmistaa. Se on helppokäyttöinen ja käyttäjä voi valita mittarin tilan helposti joko vastuksena tai kapasitanssina.

KESTÄVYYS:

Tuntemattoman komponentin vastus voidaan mitata käyttämällä jännitteenjakosääntöä, jossa tuntematon komponentti on kytketty sarjaan tunnetun vastuksen kanssa. Toimitetaan tunnettu jännite (Vcc) ja jännitehäviö sen yli on suoraan verrannollinen sen vastukseen. Automaattiseen mittausalueeseen käytetään 4 JFET-piiriä, jotka vertaavat tuntematonta vastusjännitettä ja antavat parhaan arvon.

KAPASITEETTI:

Kapasitanssin osalta aika, joka kuluu täysin tyhjentyneen kondensaattorin lataamiseen 0,632 syöttöjännitteeseen, VS; löytyy mikro -ohjaimen laskurin kautta ja se jaetaan tunnetun vastuksen arvolla eli 10k kapasitanssin antamiseksi. Mitattu arvo näkyy nestekidenäytössä, joka antaa liukulukuarvon.

Vaihe 1: Laitteisto ja komponentit

Käytämme seuraavia komponentteja:

1. Mikro -ohjain TM4C123GH6PM

Laitteistopohjaiseen ohjelmointiin ja rajapintakuvituksiin valittu Cortex-M-mikrokontrolleri on Texas Instrumentsin TM4C123. Tämä mikro-ohjain kuuluu tehokkaaseen ARM Cortex-M4F -pohjaiseen arkkitehtuuriin, ja siihen on integroitu laaja valikoima oheislaitteita.

2. LCD -näyttö

Nestekidenäyttö (LCD) korvaa seitsemän segmentin näytön kustannussäästöjen vuoksi ja on monipuolisempi aakkosnumeeristen merkkien näyttämiseen. Edistyneempiä grafiikkanäytöjä on nyt saatavana myös nimellishintaan. Käytämme 16x2 LCD -näyttöä.

3. 2N7000 MOSFET

2N7000 on N-kanavainen parannustilan MOSFET-laite, jota käytetään pienitehoisiin kytkinsovelluksiin, ja joissa on erilaiset johtojärjestelyt ja nykyiset luokitukset. Pakattu TO-92-koteloon, 2N7000 on 60 V: n laite. Se voi kytkeä 200 mA.

4. Vastus

Resistanssimittarin automaattiseen järjestelyyn käytetään vastuksia 100 ohmia, 10 kohmia, 100 kohmia, 698 kohmia ja kapasitanssimittarin piirissä 10 kiloa.

Vaihe 2: PIN -MÄÄRITTELY

Järjestys, jossa kiinnitämme tapit, näkyy kuvassa:

Vaihe 3: TYÖ

R Mittari

Periaate

R -mittari on suunniteltu jännitejaon periaatteella. Siinä todetaan, että jännite on jaettu kahden sarjavastuksen kesken suoraan suhteessa niiden vastukseen.

Toimii

Olemme käyttäneet neljää MOSFET -piiriä, jotka tarjoavat kytkentää. Aina kun mitataan tuntematon vastus, jännite jaetaan ennen kaikkea jännitettä tuntemattoman vastuksen yli, joka on yhteinen jokaiselle 4 -piirille. Nyt ADC antaa jännitteen arvon kullekin tunnetulle vastukselle ja näyttää sen nestekidenäytöllä. Piirikaavio ja piirilevyasettelu R -mittarille on esitetty kuvassa.

Piirissämme käytämme mikro -ohjaimen 5 ohjaustappia eli PD2, PC7, PC6, PC5 ja PC4. Näitä nastoja käytetään antamaan 0 tai 3,3 V vastaavalle piirille. ADC -nasta eli PE2 mittaa jännitteen ja LCD näyttää sen näytöllä.

C -mittari

Periaate

C: n mittaamiseen käytämme aikavakion käsitettä.

Toimii

On olemassa yksinkertainen RC -piiri, jonka DC -tulojännitettä ohjaamme me, ts. Käyttämällä tivan nasta PD3. Heti kun teemme nastan PD3 -lähdön, käynnistämme ajastimen ja mittaamme myös jännitettä kondensaattorin yli käyttämällä analogista digitaalimuunninta, joka on jo olemassa tivassa. Heti kun jännite on 63 prosenttia tulosta (mikä tapaus on 2.0856), pysäytämme ajastimen ja lopetamme virran syöttämisen piirillemme. sitten mitataan aika käyttämällä laskurin arvoa ja taajuutta. käytämme tunnettua arvoa R eli 10k, joten nyt meillä on aikaa ja R voimme yksinkertaisesti ja kapasitanssin arvon käyttämällä seuraavaa kaavaa:

t = RC

Vaihe 4: KOODAUS JA VIDEO

Tässä ovat projektikoodit ja käytettyjen komponenttien tietolomakkeet.

Projekti on koodattu Keil Microvision 4: ssä. Voit ladata sen Keil 4: n verkkosivustolta. Lisätietoja eri koodiriveistä saat tiva-mikro-ohjaimen tietolomakkeesta osoitteessa https:// www. ti.com/lit/gpn/tm4c123gh6pm

Vaihe 5: TULOKSET

Vastuksien ja kondensaattoreiden eri arvojen tulokset esitetään taulukoina ja niiden vertailu näkyy myös kuvassa.

Vaihe 6: PÄÄTELMÄT

Tämän projektin päätavoite on suunnitella mikrokontrolleriin perustuva LCR -mittari induktanssin, kapasiteetin ja vastuksen mittaamiseen. Tavoite saavutettiin mittarin toimiessa ja se voi löytää kaikkien kolmen komponentin arvot, kun painiketta painetaan ja tuntematon komponentti on kytketty. Mikro -ohjain lähettää signaalin ja mittaa komponenttien vasteen, joka muunnetaan digitaaliseen muotoon ja analysoidaan käyttämällä ohjelmoituja kaavoja mikrokontrollerissa halutun arvon saamiseksi. Tulos lähetetään nestekidenäyttöön näytettäväksi.

Vaihe 7: ERITYISET KIITOKSET

Erityiset kiitokset ryhmäni jäsenille ja ohjaajalleni, jotka auttoivat minua tässä projektissa. Toivottavasti pidät tätä opettavaista mielenkiintoisena. Tämä on Fatima Abbas UET Signing Offista.

Toivottavasti saat pian lisää sinulle. Siihen asti pitäkää huolta:)