Android On-The-Go (OTG) LC-Meter: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Πριν από αρκετά χρόνια έχτισα ένα LC-Meter βασισμένο σε ένα σχέδιο ανοιχτού κώδικα ενός "Εκπληκτικά ακριβούς μετρητή LC" του Phil Rice VK3BHR στη διεύθυνση

Παρουσιάζεται εδώ ένας τροποποιημένος σχεδιασμός που βασίζεται σε ένα μικροτσίπ PIC18F14K50 USB Flash Microcontroller το οποίο είναι συνδεδεμένο σε ένα τηλέφωνο Android χρησιμοποιώντας τη λειτουργία On-The-Go (OTG). Το τηλέφωνο παρέχει ισχύ στο κύκλωμα και μια εφαρμογή Android παρέχει το γραφικό περιβάλλον χρήστη (GUI).

Ακολουθούν τα κυριότερα σημεία του σχεδιασμού:

1. Μικρός μικροελεγκτής PIC18F14K50 με διεπαφή USB και εσωτερικό αναλογικό συγκριτή
2. Απλός κώδικας c στον μικροελεγκτή που εφαρμόζει έναν βασικό μετρητή συχνοτήτων
3. Κωδικός δοκιμής GUI σε Qt Creator και εφαρμογή Android χρησιμοποιώντας το Android Studio
4. Όλοι οι υπολογισμοί πραγματοποιούνται σε γλώσσα υψηλότερου επιπέδου
5. Χαμηλή κατανάλωση ~ 18 mA στα +5V
6. Ο σχεδιασμός επαληθεύεται με την κατασκευή μιας μονάδας ψωμιού και μηχανικής

Θέλω να αναγνωρίσω τη χρήση του σειριακού ελεγκτή Usb για παράδειγμα κώδικα Android v4.5 στην εφαρμογή της συνδεσιμότητας OTG.

Βήμα 1: Θεωρία λειτουργίας και σχηματικό κύκλωμα

Λειτουργική αρχή

Η βασική αρχή λειτουργίας βασίζεται στον προσδιορισμό της συχνότητας συντονισμού ενός παράλληλου συντονισμένου κυκλώματος LC.

Αναφορά του ισοδύναμου κυκλώματος: Ο εσωτερικός συγκριτής ρυθμίζεται ως ταλαντωτής του οποίου η συχνότητα καθορίζεται από το παράλληλο κύκλωμα συντονισμού LC.

Το L1/C7 σχηματίζει το κύκλωμα συντονισμού πυρήνα που ταλαντεύεται στα ~ 50 kHz. Ας το ονομάσουμε F1

Ένας πυκνωτής ακριβούς τιμής, C6 προστίθεται παράλληλα κατά τη διάρκεια του κύκλου βαθμονόμησης. Στη συνέχεια, η συχνότητα αλλάζει σε ~ 30 kHz. Ας το ονομάσουμε F2.

Η συχνότητα συντονισμού αλλάζει όταν είτε ένας άγνωστος επαγωγέας LX συνδέεται σε σειρά με L1 είτε ένας άγνωστος πυκνωτής CX συνδέεται παράλληλα με το C7. Ας το ονομάσουμε F3.

Με τη μέτρηση F1, F2 & F3 είναι δυνατόν να υπολογιστεί το άγνωστο LX ή CX χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις που φαίνονται.

Εμφανίζονται οι υπολογισμένες και εμφανιζόμενες τιμές για δύο συνθήκες 470 nF και 880 uH.

Σχήμα κυκλώματος

Το PIC18F14K50 είναι μια ενιαία λύση τσιπ για τον μετρητή OTG-LC καθώς παρέχει έναν εσωτερικό συγκριτή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον ταλαντωτή LC και μια ενσωματωμένη διεπαφή USB που επιτρέπει τη σύνδεση με μια θύρα PC-USB ή τη θύρα Android Phone OTG.

Βήμα 2: Εφαρμογή Android

Βήματα λειτουργίας:

1. Αφού ρυθμίσετε το τηλέφωνο Android σε λειτουργία ανάπτυξης, εγκαταστήστε το app-debug.apk από το βήμα λογισμικού χρησιμοποιώντας υπολογιστή και κατάλληλο καλώδιο USB.
2. Συνδέστε το μετρητή LC στο τηλέφωνο Android χρησιμοποιώντας έναν προσαρμογέα OTG.
3. Ανοίξτε την εφαρμογή LC meter (Εικόνα 1)
4. Πατήστε το κουμπί Σύνδεση, προκύπτει αίτημα για σύνδεση (Εικόνα 2)
5. Με ανοικτούς ανιχνευτές σε λειτουργία C ή συντομεύσεις σε λειτουργία L, πατήστε Βαθμονόμηση, τα αποτελέσματα είναι έτοιμα (Εικόνα 3)
6. Στη λειτουργία C, συνδέστε άγνωστο πυκνωτή (470 nF) και πατήστε Εκτέλεση, (Εικόνα 4, 5)
7. Στη λειτουργία L, συνδέστε άγνωστο επαγωγέα (880 uH) και πατήστε Εκτέλεση (Εικόνα 6, 7)

Βήμα 3: Κατανάλωση ενέργειας

Το PIC18F14K50 είναι μικροελεγκτές USB Flash με τεχνολογία nanoWatt XLP.

Οι τρεις εικόνες δείχνουν το ρεύμα που αντλεί το υλικό LC-Meter σε λειτουργία OTG κατά τη διάρκεια διαφορετικών σταδίων λειτουργίας:

1. Όταν το υλικό είναι συνδεδεμένο στο τηλέφωνο Android, αλλά η εφαρμογή δεν είναι ενεργοποιημένη, 16,28 mA
2. Όταν ξεκινά η εφαρμογή και βρίσκεται σε λειτουργία RUN, 18,89 mA
3. Μόνο για 2 δευτερόλεπτα όταν ξεκινά η βαθμονόμηση, 76 mA (επιπλέον ρεύμα ρελέ)

Συνολικά, η εφαρμογή όταν τρέχει αντλεί λιγότερα από 20 mA, η οποία θα ήταν της τάξης που σχεδιάστηκε από το «Torch» σε ένα τηλέφωνο Android.

Βήμα 4: Υλικό

Ο σχεδιασμός του PCB πραγματοποιήθηκε στο Eagle-7.4 και τα αρχεία CAD επισυνάπτονται σε μορφή. Zip. Περιέχουν όλες τις λεπτομέρειες, συμπεριλαμβανομένων των δεδομένων Gerber.

Ωστόσο, για αυτό το έργο, κατασκευάστηκε για πρώτη φορά ένα μοντέλο ψωμιού. Μετά την ολοκλήρωση του κυκλώματος, ο λεπτομερής σχεδιασμός πραγματοποιήθηκε στο CADSOFT Eagle 7.4 και το PCB κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας τη μέθοδο μεταφοράς γραφίτη.

Οι δοκιμές επιπέδου κάρτας πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας το λογισμικό δοκιμής Qt πριν από τη συσκευασία της κάρτας στο πλαστικό περίβλημα.

Η κατασκευή και η δοκιμή δύο μονάδων βοηθά στην επικύρωση της επαναληψιμότητας του σχεδίου.

Βήμα 5: Λογισμικό

Αυτό το έργο περιελάμβανε την ανάπτυξη κώδικα σε τρεις πλατφόρμες ανάπτυξης:

1. Η ανάπτυξη του ενσωματωμένου κώδικα για τον μικροελεγκτή PIC18F14K50
2. Δοκιμή βασισμένη σε υπολογιστή/ανεξάρτητη εφαρμογή σε Qt στο Linux
3. Εφαρμογή Android που χρησιμοποιεί Android Studio σε Linux

Κωδικός μικροελεγκτή

Ο κωδικός C για το PIC18F14K50 αναπτύχθηκε στο MPLAB 8.66 χρησιμοποιώντας CCS-C WHD Compiler. Ο κωδικός και το αρχείο fuze επισυνάπτονται:

1. 037_Android_2_17 Σεπτεμβρίου 17.rar
2. PIC_Android_LC-Meter.hex (ανοιχτό στο MPLAB με άθροισμα ελέγχου 0x8a3b)

Εφαρμογή δοκιμής Qt σε Linux

Μια εφαρμογή δοκιμής Qt αναπτύχθηκε στο πλαίσιο του Qt Creator 4.3.1 με το Qt 5.9.1 στην ενότητα "Debian GNU/Linux 8 (jessie)". Επισυνάπτεται ο κωδικός:

Aj_LC-Meter_18 17 Σεπτεμβρίου. Φερμουάρ

Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ανεξάρτητη εφαρμογή που βασίζεται σε υπολογιστή χρησιμοποιώντας το υλικό LC-meter

Εφαρμογή Android στο Linux

Αναπτύχθηκε στο Android Studio 2.3.3 με sdk 26.0.1.

Δοκιμασμένο σε τηλέφωνο Android, Radmi MH NOTE 1LTE με έκδοση Android 4.4.4 KTU84P

LC-Meter_19 Σεπτεμβρίου 17.zip

αρχείο apk app-debug.apk