RC-Meter mit Tiva-Mikrocontroller - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Für dieses Projekt wird ein mikrocontrollerbasiertes RC-Messgerät entwickelt und implementiert, das tragbar, genau, einfach zu bedienen und relativ billig in der Herstellung ist. Es ist einfach zu bedienen und der Benutzer kann den Modus des Messgeräts einfach als Widerstand oder Kapazität auswählen.

WIDERSTAND:

Der Widerstand einer unbekannten Komponente kann unter Verwendung einer Spannungsteilerregel gemessen werden, bei der die unbekannte Komponente mit einem bekannten Widerstand in Reihe geschaltet wird. Es wird eine bekannte Spannung (Vcc) angelegt und der Spannungsabfall an ihr ist direkt proportional zu ihrem Widerstand. Für die automatische Bereichswahl werden 4 JFET-Schaltungen verwendet, die die unbekannte Widerstandsspannung vergleichen und den besten Wert liefern.

KAPAZITÄT:

Für die Kapazität die Zeit, die benötigt wird, um einen vollständig entladenen Kondensator auf 0,632 der Versorgungsspannung VS aufzuladen; wird durch den Zähler im Mikrocontroller gefunden und durch den Wert des bekannten Widerstands, d.h. 10k, geteilt, um die Kapazität zu ergeben. Der gemessene Wert wird auf dem LCD angezeigt, der einen Gleitkommawert ergibt.

Schritt 1: Hardware und Komponenten

Wir werden die folgenden Komponenten verwenden:

1. Mikrocontroller TM4C123GH6PM

Der Cortex-M-Mikrocontroller, der für hardwarebasierte Programmierung und Schnittstellendarstellungen ausgewählt wurde, ist TM4C123 von Texas Instruments. Dieser Mikrocontroller gehört zur hochleistungsfähigen ARM Cortex-M4F-basierten Architektur und hat eine breite Palette an Peripheriegeräten integriert.

2. LCD

Die Flüssigkristallanzeige (LCD) ersetzt die Sieben-Segment-Anzeige aufgrund ihrer Kosteneinsparungen und ist vielseitiger für die Anzeige alphanumerischer Zeichen. Ab sofort sind auch fortschrittlichere Grafikdisplays zu Nominalpreisen erhältlich. Wir werden 16x2 LCD verwenden.

3. 2N7000 MOSFET

Der 2N7000 ist ein N-Kanal-MOSFET im Anreicherungsmodus, der für Schaltanwendungen mit geringem Stromverbrauch mit unterschiedlichen Anschlussanordnungen und Stromwerten verwendet wird. 2N7000 ist in einem TO-92-Gehäuse verpackt und ist ein 60-V-Gerät. Es kann 200 mA schalten.

4. Widerstand

Widerstände von 100 Ohm, 10 kOhm, 100 kOhm, 698 kOhm werden für die automatische Bereichswahl im Widerstandsmesser und 10 k für die Schaltung im Kapazitätsmesser verwendet.

Schritt 2: PIN-KONFIGURATION

Die Reihenfolge, in der wir die Pins anbringen, ist in der Abbildung gezeigt:

Schritt 3: ARBEITEN

R-Meter

Prinzip

R-Meter ist nach dem Prinzip der Spannungsteilung konstruiert. Es besagt, dass die Spannung zwischen zwei Serienwiderständen direkt proportional zu ihrem Widerstand aufgeteilt wird.

Arbeiten

Wir haben vier MOSFETs-Schaltungen verwendet, die das Schalten ermöglichen. Immer wenn ein unbekannter Widerstand gemessen werden soll, wird zuerst die Spannung über dem unbekannten Widerstand gemessen, der allen 4 Schaltungen gemeinsam ist, mittels Spannungsteilerregel. Jetzt gibt der ADC den Spannungswert an jedem bekannten Widerstand an und zeigt ihn auf dem LCD an. Schaltplan und PCB-Layout für R-Meter sind in der Abbildung dargestellt.

In unserer Schaltung verwenden wir 5 Steuerpins des Mikrocontrollers, dh PD2, PC7, PC6, PC5 und PC4. Diese Pins werden verwendet, um der entsprechenden Schaltung 0 oder 3,3 V zuzuführen. ADC-Pin, dh PE2 misst die Spannung und das LCD zeigt sie auf dem Bildschirm an.

C-Meter

Prinzip

Zur Messung von C verwenden wir das Konzept der Zeitkonstante.

Arbeiten

Es gibt eine einfache RC-Schaltung, deren Eingangsgleichspannung von uns gesteuert wird, dh mit dem Pin PD3 von tiva. Auf dem wir 3,3 Volt an die Schaltung liefern. Sobald wir den Pin PD3-Ausgang machen, starten wir den Timer und beginnen auch mit der Messung der Spannung am Kondensator mit dem Analog-Digital-Wandler, der bereits in tiva vorhanden ist. Sobald die Spannung 63 Prozent des Eingangs beträgt (was in unserem Fall ist 2.0856), stoppen wir den Timer und wir stoppen die Versorgung unserer Schaltung. Dann messen wir die Zeit mit dem Zählerwert und der Frequenz. Wir verwenden R mit einem bekannten Wert, d.

t = RC

Schritt 4: CODIERUNG UND VIDEO

Hier sind Projektcodes und die Datenblätter der verwendeten Komponenten.

Das Projekt wurde in Keil Microvision 4 codiert. Sie können es von der Website von Keil 4 herunterladen. Einzelheiten zu den verschiedenen Codezeilen finden Sie im Datenblatt des tiva-Mikrocontrollers unter https://www. ti.com/lit/gpn/tm4c123gh6pm

Schritt 5: ERGEBNISSE

Die Ergebnisse verschiedener Werte von Widerständen und Kondensatoren werden in Form von Tabellen angezeigt und ihr Vergleich ist auch in der Abbildung dargestellt.

Schritt 6: SCHLUSSFOLGERUNG

Das Hauptziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines mikrocontrollerbasierten LCR-Messgeräts zur Messung von Induktivität, Kapazität und Widerstand. Das Ziel wurde erreicht, da das Messgerät funktioniert und die Werte für alle drei Komponenten nden kann, wenn die Taste gedrückt und die unbekannte Komponente angeschlossen wird. Der Mikrocontroller sendet ein Signal und misst die Reaktion der Komponenten, die in eine digitale Form umgewandelt und mit programmierten Formeln im Mikrocontroller analysiert wird, um den gewünschten Wert zu erhalten. Das Ergebnis wird zur Anzeige an das LCD gesendet.

Schritt 7: BESONDERES DANKESCHÖN

Besonderer Dank gilt meinen Gruppenmitgliedern und meinem Lehrer, die mir bei diesem Projekt geholfen haben. Ich hoffe, Sie finden dieses instructable interessant. Das ist Fatima Abbas von UET Signing Off.

Ich hoffe, bald mehr für Sie mitbringen zu können. Bis dahin pass auf dich auf:)