Mesurador RC mitjançant microcontrolador Tiva: 7 passos

2025 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2025-01-10 13:46

Per a aquest projecte, s'ha dissenyat i implementat un mesurador RC basat en microcontroladors per ser portàtil, precís, senzill d'utilitzar i fabricar relativament barat. És senzill d’utilitzar i l’usuari pot seleccionar el mode del mesurador fàcilment com: resistència o capacitat.

RESISTÈNCIA:

La resistència d'un component desconegut es pot mesurar mitjançant la regla del divisor de voltatge on el component desconegut està connectat en sèrie amb una resistència coneguda. Es subministra una tensió coneguda (Vcc) i la caiguda de tensió a través d’ella és directament proporcional a la seva resistència. Per al rang automàtic, s’utilitzen 4 circuits JFET que comparen la tensió de resistència desconeguda i donen el millor valor.

CAPACITÀNCIA:

Per capacitància, el temps que es triga a carregar un condensador completament descarregat a 0,632 de la tensió d'alimentació, VS; es troba a través del comptador del microcontrolador i es divideix pel valor de la resistència coneguda, és a dir, 10k per donar capacitat. El valor mesurat es mostra a la pantalla LCD que dóna un valor de coma flotant.

Pas 1: maquinari i components

Utilitzarem els components següents:

1. Microcontrolador TM4C123GH6PM

El microcontrolador Cortex-M seleccionat per a programació basada en maquinari i il·lustracions d’interfície és TM4C123 de Texas Instruments. Aquest microcontrolador pertany a l’arquitectura basada en ARM Cortex-M4F d’alt rendiment i té un ampli conjunt de perifèrics integrats.

2. LCD

La pantalla de cristall líquid (LCD) substitueix la pantalla de set segments a causa de les seves reduccions de costos i és més versàtil per mostrar caràcters alfanumèrics. Ara també hi ha disponibles pantalles gràfiques més avançades a preus nominals. Farem servir LCD de 16x2.

3. MOSFET 2N7000

El 2N7000 és un MOSFET de mode de millora de canal N que s’utilitza per a aplicacions de commutació de baixa potència, amb disposicions de derivació diferents i valors actuals. Embalat en un recinte TO-92, el 2N7000 és un dispositiu de 60 V. Pot canviar de 200 mA.

4. Resistència

S’utilitzen resistències de 100 ohm, 10kohm, 100kohm, 698kohm per a l’autoranging en el mesurador de resistència i de 10k per al circuit en el mesurador de capacitat.

Pas 2: CONFIGURACIÓ DEL PIN

L'ordre en què col·locarem els pins es mostra a la figura:

Pas 3: TREBALLAR

R mesurador

Principi

El mesurador R està dissenyat utilitzant el principi de la divisió de tensió. Afirma que el voltatge es divideix entre dues resistències de sèrie en proporció directa amb la seva resistència.

Treball

Hem utilitzat quatre circuits MOSFET que proporcionen commutació. Sempre que s’ha de mesurar una resistència desconeguda, primer es mesura la tensió a través de la resistència desconeguda que és comuna a cadascun dels 4 circuits mitjançant la regla del divisor de tensió. Ara ADC dóna el valor de la tensió a través de cada resistència coneguda i el mostra a la pantalla LCD. A la figura es mostra el diagrama de circuits i la disposició de PCB per al mesurador R.

Al nostre circuit fem servir 5 pins de control del microcontrolador, és a dir, PD2, PC7, PC6, PC5 i PC4. Aquests pins s’utilitzen per donar 0 o 3,3 V al circuit corresponent. El pin ADC és a dir, PE2 mesura el voltatge i el LCD el mostra a la pantalla.

Mesurador C

Principi

Per mesurar C estem utilitzant el concepte de constant de temps.

Treball

Hi ha un circuit RC senzill, el voltatge continu d’entrada del qual el controlem nosaltres, és a dir, mitjançant el pin PD3 de tiva. En el qual subministrem 3,3 volts al circuit. Tan bon punt fem la sortida del pin PD3, iniciem el temporitzador i també comencem a mesurar el voltatge a través del condensador mitjançant el convertidor analògic a digital, que ja està present a tiva. Tan bon punt el voltatge és del 63% de l’entrada el cas és 2.0856), aturem el temporitzador i deixem de subministrar el nostre circuit. A continuació, mesurem el temps utilitzant el valor i la freqüència del comptador. estem fent servir R de valor conegut, és a dir, 10k, de manera que ara tenim temps i R podem simplement i el valor de la capacitat mitjançant la següent fórmula:

t = RC

Pas 4: CODIFICACIÓ I VÍDEO

Aquí teniu els codis del projecte i els fulls de dades dels components utilitzats.

El projecte s’ha codificat a Keil Microvision 4. Podeu descarregar-lo des del lloc web de Keil 4. Per obtenir informació detallada sobre diverses línies de codis, us recomanem que consulteu el full de dades del microcontrolador tiva a https:// www. ti.com/lit/gpn/tm4c123gh6pm

Pas 5: RESULTATS

Els resultats de diferents valors de resistències i condensadors es mostren en forma de taules i la seva comparació també es mostra a la figura.

Pas 6: CONCLUSIÓ

L’objectiu principal d’aquest projecte és dissenyar un mesurador LCR basat en microcontroladors per mesurar la inductància, la capacitat i la resistència. L'objectiu es va assolir mentre el comptador funciona i pot trobar els valors dels tres components quan es prem el botó i es connecta el component desconegut. El microcontrolador enviarà un senyal i mesurarà la resposta dels components que es converteix en un formulari digital i s’analitza mitjançant fórmules programades al microcontrolador per donar el valor desitjat. El resultat s’envia a la pantalla LCD perquè es mostri.

Pas 7: GRÀCIES ESPECIALS

Un agraïment especial als membres del meu grup i al meu instructor que em van ajudar en aquest projecte. Espero que us sigui d’allò més interessant. Es tracta de Fatima Abbas d’UET Signing Off.

Espero portar-ne una mica més aviat. Fins que tingueu cura:)