RC -mätare med Tiva Microcontroller: 7 steg

2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-23 15:11

För detta projekt är en mikrokontrollerbaserad RC-mätare konstruerad och implementerad för att vara bärbar, exakt, enkel att använda och relativt billig att tillverka. Den är enkel att använda och användaren kan enkelt välja mätarens läge som antingen: motstånd eller kapacitans.

MOTSTÅND:

Motståndet hos en okänd komponent kan mätas med hjälp av spänningsdelningsregel där den okända komponenten är seriekopplad med ett känt motstånd. En känd spänning (Vcc) levereras och spänningsfallet över den är direkt proportionellt mot dess motstånd. För auto-range används 4 JFET-kretsar som jämför den okända motståndsspänningen och ger det bästa värdet.

KAPACITANS:

För kapacitans, den tid det tar att ladda en helt urladdad kondensator till 0,632 av matningsspänningen, VS; hittas genom räknaren i mikrostyrenheten och den divideras med värdet på det kända motståndet, dvs 10k för att ge kapacitans. Det uppmätta värdet visas på LCD -skärmen vilket ger ett flytande värde.

Steg 1: Hårdvara och komponenter

Vi kommer att använda följande komponenter:

1. Mikrokontroller TM4C123GH6PM

Cortex-M mikrokontroller vald för hårdvarubaserad programmering och gränssnittsillustrationer är TM4C123 från Texas Instruments. Denna mikrokontroller tillhör den högpresterande ARM Cortex-M4F-baserade arkitekturen och har en bred uppsättning kringutrustning integrerade.

2. LCD

LCD-skärmen ersätter sjusegmentsdisplayen på grund av dess kostnadsreduktioner och är mer mångsidig för att visa alfanumeriska tecken. Mer avancerade grafikskärmar är också tillgängliga nu till nominella priser. Vi kommer att använda 16x2 LCD.

3. 2N7000 MOSFET

2N7000 är en N-kanal, förbättringsläge-MOSFET som används för lågeffektsomkopplingsapplikationer, med olika ledarrangemang och nuvarande betyg. Förpackad i ett TO-92-hölje är 2N7000 en 60 V-enhet. Den kan växla 200 mA.

4. Motstånd

Motstånd på 100 ohm, 10kohm, 100kohm, 698kohm används för autorangering i motståndsmätare och 10k för kretsen i kapacitansmätare.

Steg 2: PIN -KONFIGURATION

I vilken ordning vi ska fästa stiften visas i figuren:

Steg 3: ARBETE

R -mätare

Princip

R -mätare är utformad enligt principen om spänningsdelning. Det står att spänningen är uppdelad mellan två seriemotstånd i direkt proportion till deras motstånd.

Arbetssätt

Vi har använt fyra MOSFET -kretsar som ger omkoppling. Närhelst ett okänt motstånd ska mätas mäts först och främst spänning över det okända motståndet som är gemensamt för var och en av de fyra kretsarna med hjälp av spänningsdelningsregel. Nu anger ADC spänningsvärdet över varje känt motstånd och visar det på LCD. Kretsschema och PCB -layout för R -mätare visas i figur.

I vår krets använder vi 5 styrstift av mikrokontroller, dvs PD2, PC7, PC6, PC5 och PC4. Dessa stift används för att ge 0 eller 3.3V till motsvarande krets. ADC -stift, dvs PE2 mäter spänningen och LCD -skärmen visar den på skärmen.

C mätare

Princip

För mätning av C använder vi begreppet tidskonstant.

Arbetssätt

Det finns en enkel RC -krets, vars ingångsspänning styrs av oss, dvs med hjälp av stiftet PD3 på tiva. På vilken vi levererar 3,3 volt till kretsen. Så snart vi gör stiftet PD3 -utgång startar vi timern och börjar också mäta spänningen över kondensatorn med hjälp av Analog to Digital -omvandlare, som redan finns i tiva. Så snart spänningen är 63 procent av ingången (vilket i vår fallet är 2.0856), stoppar vi timern och vi slutar ge matning till vår krets. Sedan mäter vi tiden med hjälp av räknarens värde och frekvens. vi använder R med känt värde, dvs 10k, så nu har vi tid och R kan vi helt enkelt och värdet på kapacitans med följande formel:

t = RC

Steg 4: KODNING OCH VIDEO

Här är projektkoder och datablad för komponenterna som används.

Projektet har kodats i Keil Microvision 4. Du kan ladda ner det från Keil 4. För detaljer om olika koderader uppmuntras du att gå igenom databladet för tiva mikrokontroller på https:// www. ti.com/lit/gpn/tm4c123gh6pm

Steg 5: RESULTAT

Resultaten av olika värden på motstånd och kondensatorer visas i form av tabeller och deras jämförelse visas också i figuren.

Steg 6: SLUTSATS

Huvudsyftet med detta projekt är att designa en mikrokontrollerbaserad LCR -mätare för att mäta induktans, kapacitans och motstånd. Målet uppnåddes när mätaren fungerar och kan hitta värdena för alla tre komponenterna när knappen trycks in och den okända komponenten ansluts. Mikrokontrollern skickar en signal och mäter svaret hos komponenterna som omvandlas till en digital form och analyseras med programmerade formler i mikrokontrollern för att ge önskat värde. Resultatet skickas till LCD -skärmen för att visas.

Steg 7: SPECIAL TACK

Ett särskilt tack till mina gruppmedlemmar och min instruktör som hjälpte mig genom detta projekt. Jag hoppas att du tycker att det här är intressant. Detta är Fatima Abbas från UET Signing Off.

Hoppas att jag kan ta med mer till dig snart. Tills dess ta hand om er:)