מד RC באמצעות מיקרו -בקר Tiva: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

לפרויקט זה מד RC מבוסס מיקרו-בקר מתוכנן ומיושם להיות נייד, מדויק, פשוט לשימוש וזול יחסית לייצור. הוא פשוט לשימוש והמשתמש יכול לבחור את מצב המונה בקלות כאחד: התנגדות או קיבול.

הִתנַגְדוּת:

ניתן למדוד את ההתנגדות של רכיב לא ידוע באמצעות כלל מחלק מתח שבו הרכיב הלא ידוע מחובר בסדרה עם נגד ידוע. מתח ידוע (Vcc) מסופק וירידת המתח על פניו היא ביחס ישר להתנגדותו. עבור טווח אוטומטי, משתמשים ב- 4 מעגלי JFET המשווים את מתח ההתנגדות הלא ידוע ונותנים את הערך הטוב ביותר.

קיבול:

עבור קיבול, הזמן הנדרש לטעינת קבל משוחרר במלואו ל -0.632 של מתח האספקה, VS; נמצא דרך המונה בבקר המיקרו והוא מחולק בערך ההתנגדות הידועה כלומר 10k לתת קיבול. הערך הנמדד מוצג על LCD המספק ערך נקודה צפה.

שלב 1: חומרה ורכיבים

אנו הולכים להשתמש ברכיבים הבאים:

1. מיקרו -בקר TM4C123GH6PM

המיקרו-בקר Cortex-M שנבחר לתכנות מבוססות חומרה ואיורי ממשקים הוא TM4C123 מטקסס אינסטרומנטס. מיקרו-בקר זה שייך לארכיטקטורה המבוססת על ARM Cortex-M4F בעל ביצועים גבוהים ומשולבת במערך רחב של ציוד היקפי.

2. LCD

צג הגביש הנוזלי (LCD) מחליף את תצוגת שבעה המגזרים בשל הפחתת העלויות שלה והיותו תכליתי יותר להצגת תווים אלפאנומריים. מסכי גרפיקה מתקדמים יותר זמינים כעת גם במחירים סמליים. נשתמש ב- 16x2 LCD.

3. MOSFET 2N7000

ה- 2N7000 הוא מכשירי MOSFET של ערוצי N, המשופרים ליישומי מיתוג בעלי הספק נמוך, עם סידורי לידים שונים ודירוגים שוטפים. ארוז במארז TO-92, 2N7000 הוא מכשיר 60V. זה יכול לעבור 200 mA.

4. התנגדות

התנגדות של 100 אוהם, 10 קאוהם, 100 קאוהם, 698 קאוהם משמשות לסידור אוטומטי במד ההתנגדות ו -10 קילומטרים למעגל במד הקיבולת.

שלב 2: הגדרת PIN

הסדר בו נצמיד סיכות מוצג באיור:

שלב 3: עבודה

מד מטר

עִקָרוֹן

מד R מתוכנן על פי עקרון חלוקת המתח. הוא קובע כי המתח מתחלק בין שני נגדי סדרות ביחס ישיר להתנגדותם.

עובד

השתמשנו בארבעה מעגלי MOSFET המספקים מיתוג. בכל פעם שיש למדוד התנגדות לא ידועה, קודם כל המתח נמדד על פני ההתנגדות הלא ידועה המשותפת לכל אחד ממעגלים 4 באמצעות כלל מחלק המתח. כעת ADC נותן את ערך המתח על כל הנגד המוכר ומציג אותו על LCD. תרשים המעגל ופריסת ה- PCB עבור מד R מוצג באיור.

במעגל שלנו אנו משתמשים ב -5 סיכות בקרה של מיקרו -בקר כלומר PD2, PC7, PC6, PC5 ו- PC4. סיכות אלה משמשות לתת 0 או 3.3V למעגל המתאים. פין ADC כלומר PE2 מודד את המתח ו- LCD מציג אותו על המסך.

C מטר

עִקָרוֹן

למדידת C אנו משתמשים במושג קבוע הזמן.

עובד

יש מעגל RC פשוט, שמתח DC הקלט שלו נשלט על ידינו, כלומר באמצעות סיכה PD3 של tiva. עליו אנו מספקים 3.3 וולט למעגל. ברגע שאנו יוצרים את פלט ה- PD3 פין, אנו מתחילים את הטיימר ומתחילים גם למדוד את המתח על פני הקבל באמצעות ממיר אנלוגי לדיגיטלי, שכבר קיים ב tiva. ברגע שהמתח הוא 63 אחוזים מהקלט (אשר אצלנו במקרה הוא 2.0856), אנו עוצרים את הטיימר ואנו מפסיקים לתת אספקה למעגל שלנו. לאחר מכן אנו מודדים את הזמן באמצעות ערך הנגד והתדירות. אנו משתמשים ב- R בעל ערך ידוע כלומר 10k, אז עכשיו יש לנו זמן ו- R אנחנו יכולים פשוט ואת ערך הקיבול באמצעות הנוסחה הבאה:

t = RC

שלב 4: קידוד ווידאו

להלן קודי הפרויקט וגליונות הנתונים של הרכיבים בהם נעשה שימוש.

הפרויקט מקודד ב- Keil Microvision 4. ניתן להוריד אותו מאתר Keil 4. לפרטי שורות קוד שונות, אתה מוזמן לעבור על גליון הנתונים של מיקרו-בקר tiva בכתובת https:// www. ti.com/lit/gpn/tm4c123gh6pm

שלב 5: תוצאות

תוצאות הערכים השונים של נגדים וקבלים מוצגים בצורה של טבלאות והשוואתם מוצגת גם באיור.

שלב 6: סיכום

המטרה העיקרית של פרויקט זה היא לתכנן מד LCR מבוסס מיקרו -בקר למדידת אינדוקציות, קיבול והתנגדות. המטרה הושגה כשהמדד עובד ויכולה למצוא את הערכים עבור כל שלושת הרכיבים כאשר הכפתור נלחץ והרכיב הלא ידוע מחובר. המיקרו -בקר ישלח אות וימדוד את תגובת הרכיבים אשר מומרים לצורה דיגיטלית ומנותחים באמצעות נוסחאות מתוכנתות במיקרו -הבקר כדי לתת את הערך הרצוי. התוצאה נשלחת אל ה- LCD להצגה.

שלב 7: תודה מיוחדת

תודה מיוחדת לחברי הקבוצה ולמדריך שלי שעזרו לי לעבור את הפרויקט הזה. אני מקווה שזה מעניין אותך. זו פטימה עבאס מ- UET החתמה.

מקווה להביא עוד עבורך בקרוב. עד אז תדאג:)