Android On-The-Go (OTG) LC-mērītājs: 5 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Pirms vairākiem gadiem es izveidoju LC-skaitītāju, pamatojoties uz Fila Rīsa VK3BHR "pārsteidzoši precīzu LC skaitītāju" atvērtā koda dizainu vietnē

Šeit ir parādīts modificēts dizains, kura pamatā ir mikroshēmas PIC18F14K50 USB zibspuldzes mikrokontrolleris, kas ir savienots ar Android tālruni, izmantojot On-The-Go (OTG) režīmu. Tālrunis nodrošina strāvas padevi shēmai, un Android lietojumprogramma nodrošina grafisko lietotāja saskarni (GUI).

Dizaina galvenie elementi ir šādi:

1. Viens PIC18F14K50 mikrokontrolleris ar USB interfeisu un iekšējo analogo salīdzinātāju
2. Vienkāršs c kods mikrokontrollerī, kas īsteno pamata frekvences skaitītāju
3. GUI testa kods Qt Creator un Android lietojumprogrammā, izmantojot Android Studio
4. Visi aprēķini tiek veikti augstākā līmeņa valodā
5. Zems enerģijas patēriņš ~ 18 mA pie +5V
6. Dizains pārbaudīts, uzbūvējot maizes dēli un inženierijas vienību

Es vēlos atzīt, ka, izmantojot OTG savienojumu, tiek izmantots USB sērijas kontrolieris Android v4.5 parauga kodam.

1. darbība: darbības teorija un shēmas shēma

Darbības princips

Darbības pamatprincips ir balstīts uz LC paralēli noregulētās ķēdes rezonanses frekvences noteikšanu.

Norādot ekvivalento ķēdi: Iekšējais salīdzinātājs ir iestatīts kā oscilators, kura frekvenci nosaka LC paralēlās rezonanses ķēde.

L1/C7 veido serdes rezonanses ķēdi, kas svārstās pie ~ 50 kHz. Sauksim to par F1

Kalibrēšanas cikla laikā paralēli tiek pievienots kondensators ar precīzu vērtību C6. Pēc tam frekvence mainās uz ~ 30 kHz. Sauksim to par F2.

Rezonanses frekvence mainās, ja nezināms induktors LX ir savienots virknē ar L1 vai nezināms kondensators CX ir pievienots paralēli C7. Sauksim to par F3.

Mērot F1, F2 un F3, ir iespējams aprēķināt nezināmo LX vai CX, izmantojot parādītos vienādojumus.

Tiek parādītas aprēķinātās un parādītās vērtības diviem apstākļiem 470 nF un 880 uH.

Ķēdes shēma

PIC18F14K50 ir vienas mikroshēmas risinājums OTG-LC mērītājam, jo tas nodrošina iekšēju salīdzinātāju, ko var izmantot LC oscilatoram, un iebūvētu USB saskarni, kas ļauj izveidot savienojumu ar datora USB portu vai Android tālruņa OTG portu.

2. darbība: Android lietojumprogramma

Darbības soļi:

1. Pēc Android tālruņa iestatīšanas izstrādes režīmā instalējiet lietotni-debug.apk no programmatūras darbības, izmantojot datoru un piemērotu USB kabeli.
2. Pievienojiet LC skaitītāju Android tālrunim, izmantojot OTG adapteri.
3. Atveriet LC mērītāja lietojumprogrammu (1. attēls)
4. Nospiediet pogu Savienot, tiek izveidots savienojuma pieprasījums (2. attēls)
5. Kad zondes ir atvērtas C režīmā vai īsslēgtas L režīmā, nospiediet Kalibrēt, rezultāts būs gatavs (3. attēls)
6. C režīmā pievienojiet nezināmu kondensatoru (470 nF) un nospiediet Palaist (4., 5. attēls)
7. L režīmā pievienojiet nezināmu induktoru (880 uH) un nospiediet Palaist (6., 7. attēls)

3. solis: enerģijas patēriņš

PIC18F14K50 ir USB zibspuldzes mikrokontrolleris ar nanoWatt XLP tehnoloģiju.

Trīs attēli parāda LC-Meter aparatūras ievilkto strāvu OTG režīmā dažādos darbības posmos:

1. Ja aparatūra ir savienota ar Android tālruni, bet lietojumprogramma netiek palaista, 16,28 mA
2. Kad lietojumprogramma tiek palaista un ir RUN režīmā, 18,89 mA
3. Tikai 2 sekundes, kad tiek uzsākta kalibrēšana, 76 mA (papildu releja strāva)

Kopumā lietojumprogramma, darbojoties, patērē mazāk nekā 20 mA, kas būtu tādā secībā, kādu Android tālrunī izmanto lukturis.

4. solis: aparatūra

PCB dizains tika veikts Eagle-7.4, un CAD faili ir pievienoti. Zip formā. Tie satur visu informāciju, ieskaitot Gerber datus.

Tomēr šim projektam vispirms tika izgatavots maizes dēļa modelis. Pēc shēmas pabeigšanas detalizēts dizains tika veikts programmā CADSOFT Eagle 7.4 un PCB tika izgatavots, izmantojot tonera pārneses metodi.

Pirms kartes iesaiņošanas plastmasas korpusā tika veikti karšu līmeņa testi, izmantojot Qt testa programmatūru.

Divu vienību izgatavošana un pārbaude palīdz apstiprināt dizaina atkārtojamību.

5. solis: programmatūra

Šis projekts ietvēra koda izstrādi trīs attīstības platformās:

1. PIC18F14K50 mikrokontrollera iegultā koda izstrāde
2. Testēšana uz datoru/neatkarīga lietojumprogramma Qt operētājsistēmā Linux
3. Android lietojumprogramma, izmantojot operētājsistēmu Android Studio operētājsistēmā Linux

Mikrokontrollera kods

PIC18F14K50 C kods tika izstrādāts saskaņā ar MPLAB 8.66, izmantojot CCS-C WHD kompilatoru. Kods un izplūdes fails ir pievienoti:

1. 037_Android_2_17 17. septembris
2. PIC_Android_LC-Meter.hex (atvērts MPLAB ar kontrolsummu 0x8a3b)

Qt testa lietojumprogramma Linux

Qt testa lietojumprogramma tika izstrādāta saskaņā ar Qt Creator 4.3.1 un Qt 5.9.1 sadaļā "Debian GNU/Linux 8 (jessie)". Kods ir pievienots:

Aj_LC-Meter_18 17. septembris. Zip

To var izmantot kā neatkarīgu uz datoru balstītu lietojumprogrammu, izmantojot LC-metra aparatūru

Android lietojumprogramma Linux

Izstrādāts operētājsistēmā Android Studio 2.3.3 ar sdk 26.0.1.

Pārbaudīts Android tālrunī, Radmi MH NOTE 1LTE ar Android versiju 4.4.4 KTU84P

LC-Meter_19 17. septembris. Zip

apk fails app-debug.apk