Medidor RC con microcontrolador Tiva: 7 pasos

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

Para este proyecto, un medidor RC basado en microcontrolador está diseñado e implementado para que sea portátil, preciso, fácil de usar y relativamente barato de fabricar. Es fácil de usar y el usuario puede seleccionar el modo del medidor fácilmente como: resistencia o capacitancia.

RESISTENCIA:

La resistencia de un componente desconocido se puede medir usando la regla del divisor de voltaje donde el componente desconocido está conectado en serie con una resistencia conocida. Se suministra un voltaje conocido (Vcc) y la caída de voltaje a través de él es directamente proporcional a su resistencia. Para el rango automático, se utilizan 4 circuitos JFET que comparan el voltaje de resistencia desconocido y dan el mejor valor.

CAPACIDAD:

Para la capacitancia, el tiempo necesario para cargar un capacitor completamente descargado a 0.632 del voltaje de suministro, VS; se encuentra a través del contador en el microcontrolador y se divide por el valor de la resistencia conocida, es decir, 10k para dar capacitancia. El valor medido se muestra en la pantalla LCD que da un valor de punto flotante.

Paso 1: Hardware y componentes

Usaremos los siguientes componentes:

1. Microcontrolador TM4C123GH6PM

El microcontrolador Cortex-M seleccionado para la programación basada en hardware y las ilustraciones de interfaz es TM4C123 de Texas Instruments. Este microcontrolador pertenece a la arquitectura basada en ARM Cortex-M4F de alto rendimiento y tiene un amplio conjunto de periféricos integrados.

2. LCD

La pantalla de cristal líquido (LCD) está reemplazando a la pantalla de siete segmentos debido a sus reducciones de costos y es más versátil para mostrar caracteres alfanuméricos. Las pantallas gráficas más avanzadas también están disponibles ahora a precios nominales. Usaremos LCD de 16x2.

3. MOSFET 2N7000

El 2N7000 es un MOSFET de modo de mejora de canal N utilizado para aplicaciones de conmutación de baja potencia, con diferentes disposiciones de cables y clasificaciones de corriente. Empaquetado en un gabinete TO-92, el 2N7000 es un dispositivo de 60 V. Puede cambiar 200 mA.

4. Resistencia

Las resistencias de 100 ohmios, 10 kohmios, 100 kohmios, 698 kohmios se utilizan para el rango automático en el medidor de resistencia y 10 k para el circuito en el medidor de capacitancia.

Paso 2: CONFIGURACIÓN DEL PIN

El orden en el que vamos a colocar los pines se muestra en la figura:

Paso 3: TRABAJANDO

Medidor de R

Principio

El medidor R está diseñado utilizando el principio de división de voltaje. Establece que el voltaje se divide entre dos resistencias en serie en proporción directa a su resistencia.

Laboral

Hemos utilizado cuatro circuitos MOSFET que proporcionan conmutación. Siempre que se va a medir una resistencia desconocida, en primer lugar se mide el voltaje a través de la resistencia desconocida que es común a cada uno de los 4 circuitos utilizando la regla del divisor de voltaje. Ahora ADC da el valor del voltaje a través de cada resistencia conocida y lo muestra en la pantalla LCD. El diagrama de circuito y el diseño de PCB para el medidor R se muestran en la figura.

En nuestro circuito estamos usando 5 pines de control del microcontrolador, es decir, PD2, PC7, PC6, PC5 y PC4. Estos pines se utilizan para dar 0 o 3,3 V al circuito correspondiente. El pin ADC, es decir, PE2, mide el voltaje y la pantalla LCD lo muestra en la pantalla.

Medidor C

Principio

Para la medición de C utilizamos el concepto de constante de tiempo.

Laboral

Hay un circuito RC simple, cuyo voltaje de CC de entrada lo controlamos nosotros, es decir, mediante el pin PD3 de tiva, en el que suministramos 3.3 voltios al circuito. Tan pronto como hacemos la salida del pin PD3, iniciamos el temporizador y también comenzamos a medir el voltaje a través del capacitor usando un convertidor analógico a digital, que ya está presente en tiva. Tan pronto como el voltaje sea el 63 por ciento de la entrada (que en nuestro caso es 2.0856), detenemos el temporizador y dejamos de dar suministro a nuestro circuito, luego medimos el tiempo usando el valor del contador y la frecuencia. estamos usando R de valor conocido, es decir, 10k, así que ahora tenemos tiempo y R podemos simplemente y el valor de capacitancia usando la siguiente fórmula:

t = RC

Paso 4: CODIFICACIÓN Y VIDEO

Aquí están los códigos del proyecto y las hojas de datos de los componentes utilizados.

El proyecto ha sido codificado en Keil Microvision 4. Puede descargarlo del sitio web de Keil 4. Para obtener detalles de varias líneas de códigos, le recomendamos que consulte la hoja de datos del microcontrolador tiva en https:// www. ti.com/lit/gpn/tm4c123gh6pm

Paso 5: RESULTADOS

Los resultados de diferentes valores de resistencias y condensadores se muestran en forma de tablas y su comparación también se muestra en la figura.

Paso 6: CONCLUSIÓN

El objetivo principal de este proyecto es diseñar un medidor LCR basado en microcontrolador para medir inductancia, capacitancia y resistencia. El objetivo se logró cuando el medidor funciona y puede encontrar los valores de los tres componentes cuando se presiona el botón y se conecta el componente desconocido. El microcontrolador enviará una señal y medirá la respuesta de los componentes que se convierte a una forma digital y se analiza usando fórmulas programadas en el microcontrolador para dar el valor deseado. El resultado se envía a la pantalla LCD para que se muestre.

Paso 7: AGRADECIMIENTOS ESPECIALES

Un agradecimiento especial a los miembros de mi grupo y a mi instructor que me ayudaron con este proyecto. Espero que este instructivo le resulte interesante. Soy Fatima Abbas de UET Signing Off.

Espero traerles más pronto. Hasta entonces cuídate:)