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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Vários anos atrás eu construí um LC-Meter baseado em um design de código aberto de um "Surprisingly Accurate LC meter" por Phil Rice VK3BHR em

Apresentado aqui é um design modificado baseado em um Microchip PIC18F14K50 USB Flash Microcontrolador que é conectado a um telefone Android usando o modo On-The-Go (OTG). O telefone fornece energia para os circuitos e um aplicativo Android fornece a interface gráfica do usuário (GUI).

A seguir estão os destaques do design:

1. Microcontrolador PIC18F14K50 único com interface USB e comparador analógico interno
2. Código c simples no microcontrolador implementando um contador de frequência básico
3. Código de teste de GUI no Qt Creator e aplicativo Android usando o Android Studio
4. Todos os cálculos realizados em linguagem de nível superior
5. Baixo consumo de energia ~ 18 mA a + 5V
6. Projeto verificado através da construção de uma placa de ensaio e unidade projetada

Desejo reconhecer o uso do controlador serial USB para código de exemplo Android v4.5 na implementação da conectividade OTG.

Etapa 1: Teoria de Operação e Esquema de Circuito

Princípio de operação

O princípio básico de operação é baseado na determinação da frequência ressonante de um circuito LC sintonizado em paralelo.

Referindo-se ao circuito equivalente: O comparador interno é configurado como um oscilador cuja frequência é determinada pelo circuito ressonante paralelo LC.

L1 / C7 formam o circuito ressonante central oscilando em ~ 50 kHz. Vamos chamar isso de F1

Um capacitor de valor preciso, C6, é adicionado em paralelo durante o ciclo de calibração. A frequência então muda para ~ 30 kHz. Vamos chamar isso de F2.

A frequência ressonante muda quando um indutor desconhecido LX é conectado em série com L1 ou um capacitor desconhecido CX é conectado em paralelo com C7. Vamos chamar isso de F3.

Medindo F1, F2 e F3 é possível calcular o desconhecido LX ou CX usando as equações mostradas.

Os valores calculados e exibidos para duas condições 470 nF e 880 uH são mostrados.

Esquemático do circuito

O PIC18F14K50 é uma solução de chip único para o medidor OTG-LC, pois fornece um comparador interno que pode ser usado para o LC-Oscillator e uma interface USB embutida que permite a conexão a uma porta PC-USB ou a porta OTG do Android Phone.

Etapa 2: Aplicativo Android

Etapas operacionais:

1. Depois de configurar o telefone Android para o modo de desenvolvimento, instale o app-debug.apk a partir da etapa do software usando um PC e um cabo USB adequado.
2. Conecte o LC-meter ao telefone Android usando um adaptador OTG.
3. Abra o aplicativo do medidor LC (Figura 1)
4. Pressione o botão Conectar, resulta na solicitação de conexão (Figura 2)
5. Com as sondas abertas no Modo C ou em curto no Modo L, pressione Calibrar, resulta em Pronto (Figura 3)
6. No modo C, conecte um capacitor desconhecido (470 nF) e pressione Executar, (Figura 4, 5)
7. No Modo L, conecte o indutor desconhecido (880 uH) e pressione Executar (Figura 6, 7)

Etapa 3: Consumo de energia

O PIC18F14K50 é um microcontrolador USB Flash com tecnologia nanoWatt XLP.

As três imagens mostram a corrente desenhada pelo hardware LC-Meter no modo OTG durante diferentes estágios de operação:

1. Quando o hardware está conectado ao telefone Android, mas o aplicativo não é iniciado, 16,28 mA
2. Quando a aplicação é iniciada e está no modo RUN, 18,89 mA
3. Apenas por 2 segundos quando a calibração é iniciada, 76 mA (corrente de relé adicional)

No geral, o aplicativo, quando executado, consome menos de 20 mA, o que seria da ordem desenhada pela 'Tocha' em um telefone Android.

Etapa 4: Hardware

O projeto do PCB foi executado no Eagle-7.4 e os arquivos CAD são anexados no formato. Zip. Eles contêm todos os detalhes, incluindo os dados Gerber.

No entanto, para este projeto, um modelo de placa de ensaio foi fabricado primeiro. Após a finalização do circuito, o projeto detalhado foi realizado no CADSOFT Eagle 7.4 e o PCB fabricado usando o método de transferência de toner.

Os testes de nível do cartão foram realizados usando o software de teste Qt antes de embalar o cartão no invólucro de plástico.

A fabricação e o teste de duas unidades ajudam a validar a repetibilidade do projeto.

Etapa 5: Software

Este projeto envolveu o desenvolvimento de código em três plataformas de desenvolvimento:

1. O desenvolvimento do código embutido para o microcontrolador PIC18F14K50
2. Teste baseado em PC / aplicativo independente em Qt no Linux
3. Aplicativo Android usando Android Studio no Linux

Código do microcontrolador

O C-Code para o PIC18F14K50 foi desenvolvido sob MPLAB 8.66 usando CCS-C WHD Compiler. O código e o arquivo fuse estão anexados:

1. 037_Android_2_17 17 de setembro
2. PIC_Android_LC-Meter.hex (aberto em MPLAB com uma soma de verificação 0x8a3b)

Aplicativo de teste Qt no Linux

Um aplicativo de teste Qt foi desenvolvido sob Qt Creator 4.3.1 com Qt 5.9.1 sob "Debian GNU / Linux 8 (jessie)". O código está anexado:

Aj_LC-Meter_18 17 de setembro. Zip

Isso pode ser usado como um aplicativo independente baseado em PC usando o hardware LC-meter

Aplicativo Android no Linux

Desenvolvido no Android Studio 2.3.3 com sdk 26.0.1.

Testado no telefone Android, Radmi MH NOTE 1LTE com Android versão 4.4.4 KTU84P

LC-Meter_19 17 de setembro. Zip

Arquivo apk app-debug.apk