Medidor LC Android On-The-Go (OTG): 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Hace varios años construí un medidor LC basado en un diseño de código abierto de un "medidor LC sorprendentemente preciso" de Phil Rice VK3BHR en

Aquí se presenta un diseño modificado basado en un microcontrolador flash USB Microchip PIC18F14K50 que está conectado a un teléfono Android usando el modo On-The-Go (OTG). El teléfono proporciona energía a los circuitos y una aplicación de Android proporciona la interfaz gráfica de usuario (GUI).

Los siguientes son los aspectos más destacados del diseño:

1. Microcontrolador único PIC18F14K50 con interfaz USB y comparador analógico interno
2. Código c simple en el microcontrolador que implementa un contador de frecuencia básico
3. Código de prueba de GUI en Qt Creator y la aplicación de Android usando Android Studio
4. Todos los cálculos realizados en lenguaje de nivel superior
5. Bajo consumo de energía ~ 18 mA a + 5 V
6. Diseño verificado mediante la construcción de una placa de pruebas y una unidad de ingeniería

Deseo reconocer el uso del controlador serial Usb para el código de ejemplo de Android v4.5 al implementar la conectividad OTG.

Paso 1: Teoría de funcionamiento y esquema del circuito

Principio de operación

El principio básico de funcionamiento se basa en la determinación de la frecuencia de resonancia de un circuito LC sintonizado en paralelo.

Refiriéndose al circuito equivalente: El comparador interno está configurado como un oscilador cuya frecuencia está determinada por el circuito resonante en paralelo LC.

L1 / C7 forman el circuito resonante del núcleo que oscila a ~ 50 kHz. Llamemos a esto F1

Un condensador de valor exacto, C6, se agrega en paralelo durante el ciclo de calibración. Luego, la frecuencia cambia a ~ 30 kHz. Llamemos a esto F2.

La frecuencia de resonancia cambia cuando un inductor desconocido LX está conectado en serie con L1 o un condensador desconocido CX está conectado en paralelo con C7. Llamemos a esto F3.

Midiendo F1, F2 y F3 es posible calcular el LX o CX desconocido usando las ecuaciones que se muestran.

Se muestran los valores calculados y mostrados para dos condiciones 470 nF y 880 uH.

Esquema del circuito

El PIC18F14K50 es una solución de chip único para el medidor OTG-LC, ya que proporciona un comparador interno que se puede utilizar para el oscilador LC y una interfaz USB incorporada que permite la conexión a un puerto PC-USB o al puerto OTG de teléfono Android.

Paso 2: Aplicación de Android

Pasos operativos:

1. Después de configurar el teléfono Android en modo de desarrollo, instale app-debug.apk desde el paso del software usando una PC y un cable USB adecuado.
2. Conecte el medidor LC al teléfono Android con un adaptador OTG.
3. Abra la aplicación del medidor LC (Figura 1)
4. Presione el botón Conectar, resulta en una solicitud de conexión (Figura 2)
5. Con las sondas abiertas en el modo C o en cortocircuito en el modo L, presione Calibrar, los resultados en Listo (Figura 3)
6. En el modo C, conecte el condensador desconocido (470 nF) y presione Ejecutar, (Figura 4, 5)
7. En el modo L, conecte el inductor desconocido (880 uH) y presione Ejecutar (Figura 6, 7)

Paso 3: consumo de energía

El PIC18F14K50 es un microcontrolador flash USB con tecnología nanoWatt XLP.

Las tres imágenes muestran la corriente consumida por el hardware del medidor LC en modo OTG durante las diferentes etapas de operación:

1. Cuando el hardware está conectado al teléfono Android pero la aplicación no se inicia, 16,28 mA
2. Cuando la aplicación se inicia y está en modo RUN, 18,89 mA
3. Solo durante 2 segundos cuando se inicia la calibración, 76 mA (corriente de relé adicional)

En general, la aplicación cuando se ejecuta consume menos de 20 mA, que sería del orden dibujado por la 'Antorcha' en un teléfono Android.

Paso 4: hardware

El diseño de la PCB se realizó en Eagle-7.4 y los archivos CAD se adjuntan en formato. Zip. Contienen todos los detalles, incluidos los datos de Gerber.

Sin embargo, para este proyecto, primero se fabricó un modelo de tablero. Después de la finalización de los circuitos, el diseño detallado se llevó a cabo en CADSOFT Eagle 7.4 y la PCB se fabricó utilizando el método de transferencia de tóner.

Las pruebas de nivel de tarjeta se llevaron a cabo utilizando el software de prueba Qt antes de empaquetar la tarjeta en la caja de plástico.

La fabricación y prueba de dos unidades ayuda a validar la repetibilidad del diseño.

Paso 5: software

Este proyecto implicó el desarrollo de código en tres plataformas de desarrollo:

1. El desarrollo del código integrado para el microcontrolador PIC18F14K50
2. Prueba basada en PC / aplicación independiente en Qt en Linux
3. Aplicación de Android que usa Android Studio en Linux

Código del microcontrolador

El código C para el PIC18F14K50 fue desarrollado bajo MPLAB 8.66 usando CCS-C WHD Compiler. Se adjuntan el código y el archivo fuze:

1. 037_Android_2_17 17 de septiembre.rar
2. PIC_Android_LC-Meter.hex (abierto en MPLAB con una suma de comprobación 0x8a3b)

Aplicación de prueba Qt en Linux

Se desarrolló una aplicación de prueba Qt bajo Qt Creator 4.3.1 con Qt 5.9.1 bajo "Debian GNU / Linux 8 (jessie)". Se adjunta el código:

Aj_LC-Meter_18 17 de septiembre Zip

Esto se puede utilizar como una aplicación independiente basada en PC utilizando el hardware del medidor LC

Aplicación de Android en Linux

Desarrollado bajo Android Studio 2.3.3 con sdk 26.0.1.

Probado en un teléfono Android, Radmi MH NOTE 1LTE con la versión de Android 4.4.4 KTU84P

LC-Meter_19 17 de septiembre zip

archivo apk app-debug.apk