Android On-The-Go (OTG) LC-mätare: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

För flera år sedan byggde jag en LC-mätare baserad på en öppen källkod design av en "överraskande noggrann LC-mätare" av Phil Rice VK3BHR på

Här presenteras en modifierad design baserad på en Microchip PIC18F14K50 USB Flash Microcontroller som är ansluten till en Android-telefon med On-The-Go (OTG) -läget. Telefonen ger ström till kretsarna och en Android-applikation tillhandahåller det grafiska användargränssnittet (GUI).

Följande är höjdpunkterna i designen:

1. Enkel PIC18F14K50 mikrokontroller med USB -gränssnitt och intern analog komparator
2. Enkel c-kod på mikrokontrollern som implementerar en grundläggande frekvensräknare
3. GUI -testkod i Qt Creator och Android -applikation med Android Studio
4. Alla beräkningar utförs på högre språk
5. Låg strömförbrukning ~ 18 mA vid +5V
6. Design verifierad genom att bygga en brödbräda och konstruerad enhet

Jag vill erkänna användningen av USB -seriekontrollern för Android v4.5 -exempelkod vid implementering av OTG -anslutningen.

Steg 1: Teori om drift och kretsschema

Driftsprincip

Den grundläggande driftsprincipen är baserad på bestämning av resonansfrekvensen för en LC -parallellinställd krets.

Hänvisning till ekvivalent krets: Den interna komparatorn är konfigurerad som en oscillator vars frekvens bestäms av LC parallella resonanskretsen.

L1/C7 bildar kärnresonanskretsen som pendlar vid ~ 50 kHz. Låt oss kalla detta F1

En kondensator med exakt värde, C6 läggs till parallellt under kalibreringscykeln. Frekvensen ändras sedan till ~ 30 kHz. Låt oss kalla detta F2.

Resonansfrekvensen ändras när antingen en okänd induktor LX är seriekopplad med L1 eller en okänd kondensator CX är ansluten parallellt med C7. Låt oss kalla detta F3.

Genom att mäta F1, F2 & F3 är det möjligt att beräkna den okända LX eller CX med hjälp av ekvationerna som visas.

De beräknade och visade värdena för två förhållanden 470 nF och 880 uH visas.

Kretsschema

PIC18F14K50 är en enda chip-lösning för OTG-LC-mätaren eftersom den ger en intern komparator som kan användas för LC-oscillatorn och ett inbyggt USB-gränssnitt som möjliggör anslutning till en PC-USB-port eller Android Phone OTG-porten.

Steg 2: Android -applikation

Användningssteg:

1. Efter att du har ställt in Android-telefonen i utvecklingsläge installerar du app-debug.apk från programvarusteget med en dator och en lämplig USB-kabel.
2. Anslut LC-mätaren till Android-telefonen med en OTG-adapter.
3. Öppna applikationen för LC -mätare (Figur 1)
4. Tryck på knappen Anslut, resulterar i begäran om anslutning (Figur 2)
5. Med sonderna öppna i C-läge eller kortslutna i L-läge, tryck på Kalibrera, resulterar i Ready (Figur 3)
6. I C-läge, anslut okänd kondensator (470 nF) och tryck på Kör, (Figur 4, 5)
7. I L-läge, anslut okänd induktor (880 uH) och tryck på Kör (Figur 6, 7)

Steg 3: Strömförbrukning

PIC18F14K50 är en USB Flash -mikrokontroller med nanoWatt XLP -teknik.

De tre bilderna visar strömmen från LC-Meter-hårdvaran i OTG-läge under olika driftsteg:

1. När hårdvaran är ansluten till Android -telefonen men applikationen inte startas, 16,28 mA
2. När applikationen startas och är i RUN -läge, 18,89 mA
3. Endast i 2 sekunder när kalibrering påbörjas, 76 mA (ytterligare reläström)

Sammantaget drar applikationen vid körning mindre än 20 mA vilket skulle vara av den ordning som "Torch" i en Android -telefon dras.

Steg 4: Hårdvara

PCB-designen utfördes i Eagle-7.4 och CAD-filerna bifogas i. Zip-form. De innehåller alla detaljer inklusive Gerber -data.

Men för detta projekt tillverkades först en brödbräda -modell. Efter slutförande av kretsen utfördes den detaljerade konstruktionen i CADSOFT Eagle 7.4 och kretskortet tillverkades med hjälp av toneröverföringsmetoden.

Kortnivåprov utfördes med Qt -testprogramvara innan kortet packades in i plasthöljet.

Tillverkning och test av två enheter hjälper till att validera designens repeterbarhet.

Steg 5: Programvara

Detta projekt involverade utveckling av kod på tre utvecklingsplattformar:

1. Utvecklingen av den inbäddade koden för PIC18F14K50 mikrokontroller
2. PC -baserat test/oberoende applikation i Qt på Linux
3. Android -applikation med Android Studio på Linux

Mikrokontrollkod

C-koden för PIC18F14K50 utvecklades under MPLAB 8.66 med CCS-C WHD Compiler. Koden och fuze -filen bifogas:

1. 037_Android_2_17 Sept 17.rar
2. PIC_Android_LC-Meter.hex (öppen i MPLAB med en kontrollsumma 0x8a3b)

Qt -testapplikation på Linux

Ett Qt -testprogram utvecklades under Qt Creator 4.3.1 med Qt 5.9.1 under "Debian GNU/Linux 8 (jessie)". Koden bifogas:

Aj_LC-Meter_18 sept 17. Zip

Detta kan användas som en oberoende PC-baserad applikation med hjälp av LC-mätarens hårdvara

Android -applikation på Linux

Utvecklad under Android Studio 2.3.3 med sdk 26.0.1.

Testad på Android -telefon, Radmi MH NOTE 1LTE med Android version 4.4.4 KTU84P

LC-Meter_19 17 sept. Zip

apk-fil app-debug.apk