RC Meter โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ Tiva: 7 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

สำหรับโครงการนี้ เครื่องวัด RC ที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ได้รับการออกแบบและใช้งานเพื่อให้พกพาสะดวก แม่นยำ ใช้งานง่าย และค่อนข้างถูกในการประดิษฐ์ ใช้งานง่ายและผู้ใช้สามารถเลือกโหมดของมิเตอร์ได้อย่างง่ายดาย เช่น ความต้านทานหรือความจุ

ความต้านทาน:

ความต้านทานของส่วนประกอบที่ไม่รู้จักสามารถวัดได้โดยใช้กฎตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า โดยที่ส่วนประกอบที่ไม่รู้จักนั้นเชื่อมต่อแบบอนุกรมด้วยตัวต้านทานที่รู้จัก มีการจ่ายแรงดันไฟที่รู้จัก (Vcc) และแรงดันตกคร่อมจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความต้านทาน สำหรับการจัดเรียงอัตโนมัติจะใช้วงจร JFET 4 วงจรซึ่งเปรียบเทียบแรงดันความต้านทานที่ไม่รู้จักและให้ค่าที่ดีที่สุด

ความจุ:

สำหรับความจุ เวลาที่ใช้ในการชาร์จตัวเก็บประจุที่คายประจุจนเต็มเป็น 0.632 ของแรงดันไฟจ่าย, VS; พบผ่านตัวนับในไมโครคอนโทรลเลอร์และหารด้วยค่าความต้านทานที่ทราบเช่น 10k เพื่อให้ความจุ ค่าที่วัดได้จะแสดงบน LCD ซึ่งให้ค่าจุดลอยตัว

ขั้นตอนที่ 1: ฮาร์ดแวร์และส่วนประกอบ

เราจะใช้ส่วนประกอบต่อไปนี้:

1. ไมโครคอนโทรลเลอร์ TM4C123GH6PM

ไมโครคอนโทรลเลอร์ Cortex-M ที่เลือกสำหรับการเขียนโปรแกรมบนฮาร์ดแวร์และภาพประกอบการเชื่อมต่อคือ TM4C123 จาก Texas Instruments ไมโครคอนโทรลเลอร์นี้เป็นของสถาปัตยกรรมที่ใช้ ARM Cortex-M4F ที่มีประสิทธิภาพสูงและมีชุดอุปกรณ์ต่อพ่วงที่หลากหลาย

2. LCD

จอแสดงผลคริสตัลเหลว (LCD) จะมาแทนที่จอแสดงผลเจ็ดส่วนเนื่องจากการลดต้นทุนและใช้งานได้หลากหลายมากขึ้นสำหรับการแสดงตัวอักษรและตัวเลข จอภาพกราฟิกขั้นสูงเพิ่มเติมมีจำหน่ายแล้วในราคาปกติ เราจะใช้ LCD ขนาด 16x2

3. 2N7000 MOSFET

2N7000 เป็น MOSFET แบบ N-channel ซึ่งเป็นโหมดเพิ่มประสิทธิภาพที่ใช้สำหรับแอพพลิเคชั่นสวิตชิ่งที่ใช้พลังงานต่ำ โดยมีการจัดเรียงลีดที่แตกต่างกันและการจัดอันดับปัจจุบัน บรรจุในกล่องหุ้ม TO-92 2N7000 เป็นอุปกรณ์ 60 V สามารถเปลี่ยน 200 mA.

4. ความต้านทาน

ความต้านทาน 100 โอห์ม 10kohm 100kohm 698kohm ใช้สำหรับการปรับอัตโนมัติในเครื่องวัดความต้านทาน และ 10k สำหรับวงจรในเครื่องวัดความจุ

ขั้นตอนที่ 2: การกำหนดค่า PIN

ลำดับที่เราจะติดหมุดแสดงอยู่ในรูป:

ขั้นตอนที่ 3: การทำงาน

R เมตร

หลักการ

R meter ได้รับการออกแบบโดยใช้หลักการแบ่งแรงดัน ระบุว่า แรงดันไฟฟ้าถูกแบ่งระหว่างตัวต้านทานแบบอนุกรมสองตัวตามสัดส่วนโดยตรงกับความต้านทาน

การทำงาน

เราใช้วงจร MOSFET สี่วงจรที่ให้การสลับ เมื่อใดก็ตามที่มีการวัดความต้านทานที่ไม่รู้จัก ก่อนอื่นให้วัดแรงดันไฟฟ้าข้ามความต้านทานที่ไม่รู้จัก ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับวงจรทั้ง 4 วงจรโดยใช้กฎตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า ตอนนี้ ADC ให้ค่าของแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทานที่รู้จักแต่ละตัวและแสดงบน LCD แผนภาพวงจรและรูปแบบ PCB สำหรับ R meter แสดงในรูป

ในวงจรของเรา เราใช้พินควบคุม 5 ตัวของไมโครคอนโทรลเลอร์ เช่น PD2, PC7, PC6, PC5 และ PC4 พินเหล่านี้ใช้สำหรับให้ 0 หรือ 3.3V กับวงจรที่เกี่ยวข้อง พิน ADC เช่น PE2 วัดแรงดันไฟฟ้าและ LCD จะแสดงบนหน้าจอ

C เมตร

หลักการ

สำหรับการวัด C เราใช้แนวคิดเรื่องค่าคงที่เวลา

การทำงาน

มีวงจร RC อย่างง่าย แรงดันไฟฟ้า DC อินพุตซึ่งเราควบคุม เช่น โดยใช้พิน PD3 ของ tiva ซึ่งเราจ่ายไฟ 3.3Volts ให้กับวงจร ทันทีที่เราสร้างพินเอาต์พุต PD3 เราจะเริ่มจับเวลาและเริ่มวัดแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุโดยใช้ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอลซึ่งมีอยู่ใน tiva แล้ว ทันทีที่แรงดันไฟฟ้าเป็น 63 เปอร์เซ็นต์ของอินพุต (ซึ่งในของเรา กรณีคือ 2.0856) เราหยุดตัวจับเวลาและหยุดจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับวงจรของเรา จากนั้นเราจะวัดเวลาโดยใช้ค่าตัวนับและความถี่ เรากำลังใช้ R ของค่าที่ทราบเช่น 10k ดังนั้นตอนนี้เรามีเวลาและ R เราสามารถทำได้ง่ายๆ และค่าของความจุโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

เสื้อ = RC

ขั้นตอนที่ 4: การเข้ารหัสและวิดีโอ

นี่คือรหัสโครงการและแผ่นข้อมูลของส่วนประกอบที่ใช้

โครงการได้รับการเข้ารหัสใน Keil Microvision 4 คุณสามารถดาวน์โหลดได้จากเว็บไซต์ของ Keil 4 สำหรับรายละเอียดของบรรทัดต่างๆ ของรหัส ขอแนะนำให้คุณอ่านแผ่นข้อมูลของไมโครคอนโทรลเลอร์ tiva ที่ https://www. ti.com/lit/gpn/tm4c123gh6pm

ขั้นตอนที่ 5: ผลลัพธ์

ผลลัพธ์ของค่าต่าง ๆ ของตัวต้านทานและตัวเก็บประจุจะแสดงในรูปแบบของตารางและแสดงการเปรียบเทียบในรูปภาพ

ขั้นตอนที่ 6: บทสรุป

วัตถุประสงค์หลักของโครงการนี้คือการออกแบบมิเตอร์ LCR ที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อวัดค่าความเหนี่ยวนำ ความจุ และความต้านทาน บรรลุวัตถุประสงค์เมื่อมิเตอร์ทำงานและสามารถค้นหาค่าสำหรับส่วนประกอบทั้งสามได้เมื่อกดปุ่มและเชื่อมต่อส่วนประกอบที่ไม่รู้จัก ไมโครคอนโทรลเลอร์จะส่งสัญญาณและวัดการตอบสนองของส่วนประกอบที่แปลงเป็นรูปแบบดิจิทัลและวิเคราะห์โดยใช้สูตรที่ตั้งโปรแกรมไว้ในไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อให้ได้ค่าที่ต้องการ ผลลัพธ์จะถูกส่งไปยัง LCD เพื่อแสดง

ขั้นตอนที่ 7: ขอขอบคุณเป็นพิเศษ

ขอขอบคุณเป็นพิเศษสำหรับสมาชิกในกลุ่มและอาจารย์ผู้สอนที่ช่วยฉันผ่านโครงการนี้ ฉันหวังว่าคุณจะพบว่าคำแนะนำนี้น่าสนใจ นี่คือฟาติมา อับบาส จาก UET Signing Off

หวังว่าจะนำมาเพิ่มเติมสำหรับคุณเร็ว ๆ นี้ จนกว่าจะได้ดูแล:)