LC-merač Android On-The-Go (OTG): 5 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Pred niekoľkými rokmi som postavil LC-meter na základe open-source návrhu „Prekvapivo presného LC metra“od Phila Riceho VK3BHR na

Tu je upravený dizajn založený na mikrokontroléri USB Flash Flash Microchip PIC18F14K50, ktorý je k telefónu Android pripojený v režime On-The-Go (OTG). Telefón napája obvody a aplikácia pre Android poskytuje grafické užívateľské rozhranie (GUI).

Nasledujú hlavné body dizajnu:

1. Jeden mikrokontrolér PIC18F14K50 s rozhraním USB a interným analógovým komparátorom
2. Jednoduchý c-kód na mikrokontroléri implementujúci základné počítadlo frekvencií
3. GUI Testovací kód v aplikácii Qt Creator a Android pre Android pomocou Android Studio
4. Všetky výpočty boli vykonané vo vyššom jazyku
5. Nízka spotreba energie ~ 18 mA pri +5V
6. Dizajn overený postavením dosky na chlieb a inžinierstva

Chcel by som potvrdiť použitie sériového ovládača Usb pre Android v4.5 pri implementácii konektivity OTG.

Krok 1: Teória prevádzky a schéma obvodu

Princíp činnosti

Základný princíp činnosti je založený na určení rezonančnej frekvencie paralelne ladeného obvodu LC.

Odkaz na ekvivalentný obvod: Interný komparátor je nastavený ako oscilátor, ktorého frekvencia je určená paralelným rezonančným obvodom LC.

L1/C7 tvoria rezonančný obvod jadra oscilujúci pri ~ 50 kHz. Nazvime to F1

Počas kalibračného cyklu sa paralelne pridáva kondenzátor s presnou hodnotou C6. Frekvencia sa potom zmení na ~ 30 kHz. Nazvime to F2.

Rezonančná frekvencia sa mení, ak je buď neznámy induktor LX zapojený do série s L1, alebo je neznámy kondenzátor CX zapojený paralelne s C7. Nazvime to F3.

Meraním F1, F2 a F3 je možné vypočítať neznámy LX alebo CX pomocou uvedených rovníc.

Zobrazené sú vypočítané a zobrazené hodnoty pre dve podmienky 470 nF a 880 uH.

Schéma zapojenia

PIC18F14K50 je jednočipové riešenie pre merač OTG-LC, pretože poskytuje interný komparátor, ktorý je možné použiť pre oscilátor LC, a vstavané rozhranie USB umožňujúce pripojenie k portu PC-USB alebo portu OTG telefónu Android.

Krok 2: Aplikácia pre Android

Prevádzkové kroky:

1. Po nastavení telefónu Android do vývojového režimu nainštalujte aplikáciu-debug.apk z kroku softvéru pomocou počítača a vhodného kábla USB.
2. Pripojte LC-meter k telefónu Android pomocou adaptéra OTG.
3. Otvorte aplikáciu LC meter (obrázok 1)
4. Po stlačení tlačidla Pripojiť sa zobrazí žiadosť o pripojenie (obrázok 2)
5. Keď sú sondy otvorené v režime C alebo skratované v režime L, stlačte tlačidlo Kalibrovať, výsledok je pripravený (obrázok 3)
6. V režime C pripojte neznámy kondenzátor (470 nF) a stlačte tlačidlo Spustiť, (obrázok 4, 5)
7. V režime L zapojte neznámy induktor (880 uH) a stlačte tlačidlo Spustiť (obrázok 6, 7)

Krok 3: Spotreba energie

PIC18F14K50 je USB flash mikrokontrolér s technológiou nanoWatt XLP.

Tri obrázky zobrazujú prúd odoberaný hardvérom LC-Meter v režime OTG počas rôznych fáz prevádzky:

1. Keď je hardvér pripojený k telefónu Android, ale aplikácia nie je spustená, 16,28 mA
2. Keď je aplikácia spustená a je v režime RUN, 18,89 mA
3. Len na 2 sekundy, keď sa spustí kalibrácia, 76 mA (dodatočný reléový prúd)

Celkovo aplikácia pri behu čerpá menej ako 20 mA, čo by bolo v poradí nakreslenom „baterkou“v telefóne s Androidom.

Krok 4: Hardvér

Návrh DPS bol vykonaný v Eagle-7.4 a súbory CAD sú pripojené vo formáte. Zip. Obsahujú všetky podrobnosti vrátane údajov Gerbera.

Pre tento projekt bol však najskôr vyrobený model breadboard. Po dokončení obvodov bol vykonaný podrobný návrh v CADSOFT Eagle 7.4 a doska plošných spojov bola vyrobená metódou prenosu tonera.

Testy na úrovni karty sa vykonali pomocou testovacieho softvéru Qt pred zabalením karty do plastového puzdra.

Výroba a test dvoch jednotiek pomáha pri overovaní opakovateľnosti návrhu.

Krok 5: Softvér

Tento projekt zahŕňal vývoj kódu na troch vývojových platformách:

1. Vývoj vstavaného kódu pre mikrokontrolér PIC18F14K50
2. Test na PC/nezávislá aplikácia v Qt na Linuxe
3. Aplikácia pre Android pomocou systému Android Studio v systéme Linux

Kód mikrokontroléra

C-kód pre PIC18F14K50 bol vyvinutý pod MPLAB 8.66 pomocou kompilátora CCS-C WHD. Priložený je kód a súbor fuze:

1. 037_Android_2_17 17. september. Rar
2. PIC_Android_LC-Meter.hex (otvorené v MPLAB s kontrolným súčtom 0x8a3b)

Testovacia aplikácia Qt v systéme Linux

Testovacia aplikácia Qt bola vyvinutá v programe Qt Creator 4.3.1 s Qt 5.9.1 v časti „Debian GNU/Linux 8 (jessie)“. Kód je priložený:

Aj_LC-Meter_18 september 17. ZIP

Toto je možné použiť ako nezávislú aplikáciu založenú na počítači s hardvérom LC-metra

Aplikácia pre Android na Linuxe

Vyvinuté pod Android Studio 2.3.3 s SDK 26.0.1.

Testované na telefóne Android, Radmi MH NOTE 1LTE s Androidom verzie 4.4.4 KTU84P

LC-Meter_19, 17. september

apk súbor app-debug.apk