Đồng hồ đo LC Android On-The-Go (OTG): 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Vài năm trước, tôi đã chế tạo một LC-Meter dựa trên thiết kế mã nguồn mở của "Máy đo LC chính xác đáng ngạc nhiên" của Phil Rice VK3BHR tại

Được trình bày ở đây là một thiết kế được sửa đổi dựa trên Bộ vi điều khiển USB Flash Microchip PIC18F14K50 được kết nối với điện thoại Android bằng chế độ On-The-Go (OTG). Điện thoại cung cấp năng lượng cho mạch điện và Ứng dụng Android cung cấp Giao diện đồ họa-Người dùng-Giao diện (GUI).

Sau đây là những điểm nổi bật của thiết kế:

1. Bộ vi điều khiển PIC18F14K50 đơn với giao diện USB và bộ so sánh tương tự bên trong
2. Mã c đơn giản trên vi điều khiển triển khai bộ đếm tần số cơ bản
3. GUI Mã kiểm tra trong Qt Creator và ứng dụng Android bằng Android Studio
4. Tất cả các phép tính được thực hiện bằng ngôn ngữ cấp cao hơn
5. Tiêu thụ điện năng thấp ~ 18 mA ở + 5V
6. Thiết kế được xác minh bằng cách xây dựng một bảng mạch bánh mì và đơn vị được thiết kế

Tôi muốn xác nhận việc sử dụng bộ điều khiển nối tiếp Usb cho mã ví dụ Android v4.5 trong việc triển khai kết nối OTG.

Bước 1: Lý thuyết về hoạt động & sơ đồ mạch

Nguyên tắc hoạt động

Nguyên tắc hoạt động cơ bản dựa trên việc xác định tần số cộng hưởng của mạch điều chỉnh song song LC.

Tham khảo mạch tương đương: Bộ so sánh bên trong được thiết lập như một bộ dao động có tần số được xác định bởi mạch cộng hưởng song song LC.

L1 / C7 tạo thành mạch cộng hưởng lõi dao động ở ~ 50 kHz. Hãy để chúng tôi gọi đây là F1

Một tụ điện có giá trị chính xác, C6 được thêm vào song song trong chu kỳ hiệu chuẩn. Sau đó tần số thay đổi thành ~ 30 kHz. Chúng ta hãy gọi đây là F2.

Tần số cộng hưởng thay đổi khi cuộn cảm LX chưa biết mắc nối tiếp với L1 hoặc tụ điện CX chưa biết mắc song song với C7. Hãy để chúng tôi gọi đây là F3.

Đo F1, F2 & F3, có thể tính LX hoặc CX chưa biết bằng cách sử dụng các phương trình được hiển thị.

Các giá trị được tính toán và hiển thị cho hai điều kiện 470 nF và 880 uH được hiển thị.

Sơ đồ mạch

PIC18F14K50 là một giải pháp chip đơn cho Máy đo OTG-LC vì nó cung cấp bộ so sánh bên trong có thể được sử dụng cho Máy tạo dao động LC và giao diện USB tích hợp cho phép kết nối với cổng PC-USB hoặc Cổng OTG của điện thoại Android.

Bước 2: Ứng dụng Android

Các bước hoạt động:

1. Sau khi thiết lập điện thoại Android ở chế độ phát triển, hãy cài đặt app-debug.apk từ bước phần mềm bằng PC và cáp USB phù hợp.
2. Kết nối đồng hồ đo LC với điện thoại Android bằng bộ chuyển đổi OTG.
3. Mở ứng dụng đồng hồ LC (Hình 1)
4. Nhấn nút Connect, kết quả là yêu cầu kết nối (Hình 2)
5. Với các đầu dò được mở ở Chế độ C hoặc bị thiếu ở Chế độ L, hãy nhấn Hiệu chỉnh, kết quả là Sẵn sàng (Hình 3)
6. Trong Chế độ C, kết nối tụ điện không xác định (470 nF) và nhấn Chạy, (Hình 4, 5)
7. Trong Chế độ L, kết nối cuộn cảm không xác định (880 uH) và nhấn Run (Hình 6, 7)

Bước 3: Tiêu thụ điện năng

PIC18F14K50 là Bộ vi điều khiển Flash USB với Công nghệ XLP nanoWatt.

Ba hình ảnh hiển thị dòng điện do phần cứng LC-Meter vẽ ở Chế độ OTG trong các giai đoạn hoạt động khác nhau:

1. Khi phần cứng được kết nối với điện thoại Android nhưng ứng dụng không được khởi chạy, 16,28 mA
2. Khi ứng dụng được khởi chạy và ở chế độ RUN, 18,89 mA
3. Chỉ trong 2 giây khi hiệu chuẩn được bắt đầu, 76 mA (dòng rơle bổ sung)

Nhìn chung, ứng dụng khi chạy sẽ thu được ít hơn 20 mA theo thứ tự được vẽ bởi 'Torch' trong điện thoại Android.

Bước 4: Phần cứng

Thiết kế PCB được thực hiện trong Eagle-7.4 và các tệp CAD được đính kèm dưới dạng. Zip. Chúng chứa tất cả các chi tiết bao gồm cả dữ liệu Gerber.

Tuy nhiên, đối với dự án này, một mô hình breadboard lần đầu tiên được chế tạo. Sau khi hoàn thiện mạch, thiết kế chi tiết được thực hiện trong CADSOFT Eagle 7.4 và PCB được chế tạo bằng phương pháp truyền mực.

Các bài kiểm tra mức độ thẻ được thực hiện bằng phần mềm kiểm tra Qt trước khi đóng gói thẻ vào hộp nhựa.

Việc chế tạo và thử nghiệm hai thiết bị giúp xác nhận khả năng lặp lại của thiết kế.

Bước 5: Phần mềm

Dự án này liên quan đến việc phát triển mã trên ba nền tảng phát triển:

1. Sự phát triển của mã nhúng cho vi điều khiển PIC18F14K50
2. Thử nghiệm dựa trên PC / ứng dụng độc lập trong Qt trên Linux
3. Ứng dụng Android sử dụng Android Studio trên Linux

Mã vi điều khiển

Mã C cho PIC18F14K50 được phát triển theo MPLAB 8.66 sử dụng Trình biên dịch CCS-C WHD. Mã và tệp fuze được đính kèm:

1. 037_Android_2_17 17 tháng 9
2. PIC_Android_LC-Meter.hex (mở trong MPLAB với tổng kiểm tra 0x8a3b)

Ứng dụng kiểm tra Qt trên Linux

Một ứng dụng kiểm tra Qt đã được phát triển trong Qt Creator 4.3.1 với Qt 5.9.1 trong "Debian GNU / Linux 8 (jessie)". Mã được đính kèm:

Aj_LC-Meter_18 Ngày 17 tháng 9 Zip

Điều này có thể được sử dụng như một ứng dụng độc lập dựa trên PC bằng cách sử dụng phần cứng máy đo LC

Ứng dụng Android trên Linux

Được phát triển trên Android Studio 2.3.3 với sdk 26.0.1.

Đã thử nghiệm trên điện thoại Android, Radmi MH NOTE 1LTE với phiên bản Android 4.4.4 KTU84P

LC-Meter_19 17.zip tháng 9

tệp apk app-debug.apk