Medidor RC usando microcontrolador Tiva: 7 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Para este projeto, um medidor RC baseado em microcontrolador é projetado e implementado para ser portátil, preciso, simples de usar e relativamente barato de fabricar. É simples de usar e o usuário pode selecionar o modo do medidor facilmente como: resistência ou capacitância.

RESISTÊNCIA:

A resistência de um componente desconhecido pode ser medida usando a regra do divisor de tensão, onde o componente desconhecido é conectado em série com um resistor conhecido. Uma tensão conhecida (Vcc) é fornecida e a queda de tensão nela é diretamente proporcional à sua resistência. Para a faixa automática, 4 circuitos JFET são usados, os quais comparam a tensão de resistência desconhecida e fornecem o melhor valor.

CAPACITÂNCIA:

Para capacitância, o tempo necessário para carregar um capacitor totalmente descarregado para 0,632 da tensão de alimentação, VS; é encontrado através do contador no microcontrolador e é dividido pelo valor da resistência conhecida, isto é, 10k para fornecer a capacitância. O valor medido é exibido no LCD que fornece um valor de ponto flutuante.

Etapa 1: Hardware e componentes

Vamos usar os seguintes componentes:

1. Microcontrolador TM4C123GH6PM

O microcontrolador Cortex-M selecionado para programação baseada em hardware e ilustrações de interface é o TM4C123 da Texas Instruments. Este microcontrolador pertence à arquitetura baseada em ARM Cortex-M4F de alto desempenho e possui um amplo conjunto de periféricos integrados.

2. LCD

O display de cristal líquido (LCD) está substituindo o display de sete segmentos devido às suas reduções de custo e ser mais versátil para exibir caracteres alfanuméricos. Visores gráficos mais avançados também estão disponíveis a preços nominais. Usaremos LCD 16x2.

3. MOSFET 2N7000

O 2N7000 é um canal N, MOSFETs de modo de aprimoramento usado para aplicativos de comutação de baixa potência, com diferentes arranjos de condutores e classificações de corrente. Embalado em um gabinete TO-92, 2N7000 é um dispositivo de 60 V. Ele pode alternar 200 mA.

4. Resistência

Resistências de 100 ohm, 10kohm, 100kohm, 698kohm estão sendo usadas para autoranging no medidor de resistência e 10k para o circuito no medidor de capacitância.

Etapa 2: CONFIGURAÇÃO DO PIN

A ordem em que vamos prender os pinos é mostrada na figura:

Etapa 3: TRABALHO

Medidor R

Princípio

O medidor R é projetado usando o princípio da divisão de tensão. Ele afirma que a tensão é dividida entre dois resistores em série em proporção direta à sua resistência.

Trabalhando

Usamos quatro circuitos MOSFETs que fornecem comutação. Sempre que uma resistência desconhecida deve ser medida, em primeiro lugar a tensão é medida através da resistência desconhecida que é comum a cada um dos 4 circuitos usando a regra do divisor de tensão. Agora, o ADC fornece o valor da tensão em cada resistor conhecido e o exibe no LCD. O diagrama do circuito e o layout do PCB para o medidor R são mostrados na figura.

Em nosso circuito, estamos usando 5 pinos de controle do microcontrolador, ou seja, PD2, PC7, PC6, PC5 e PC4. Esses pinos são usados para fornecer 0 ou 3,3 V ao circuito correspondente. O pino ADC, ou seja, PE2 mede a tensão e o LCD a exibe na tela.

Medidor C

Princípio

Para a medição de C, estamos usando o conceito de constante de tempo.

Trabalhando

Existe um circuito RC simples, cuja tensão DC de entrada é controlada por nós, ou seja, usando o pino PD3 da tiva. No qual fornecemos 3,3 volts ao circuito. Assim que fizermos a saída do pino PD3, iniciamos o temporizador e também começamos a medir a tensão através do capacitor usando o conversor Analógico para Digital, que já está presente em tiva. Assim que a tensão for 63 por cento da entrada (que em nosso caso é 2.0856), paramos o cronômetro e paramos de fornecer alimentação ao nosso circuito. Em seguida, medimos o tempo usando o valor do contador e a frequência. estamos usando R de valor conhecido, ou seja, 10k, então agora temos tempo e R podemos simplesmente e o valor da capacitância usando a seguinte fórmula:

t = RC

Etapa 4: CODIFICAÇÃO E VÍDEO

Aqui estão os códigos do projeto e as folhas de dados dos componentes usados.

O projeto foi codificado em Keil Microvision 4. Você pode baixá-lo do site da Keil 4. Para obter os detalhes das várias linhas de códigos, consulte a folha de dados do microcontrolador tiva em https:// www. ti.com/lit/gpn/tm4c123gh6pm

Etapa 5: RESULTADOS

Os resultados dos diferentes valores de resistores e capacitores estão sendo mostrados na forma de tabelas e sua comparação também é mostrada na figura.

Etapa 6: CONCLUSÃO

O principal objetivo deste projeto é projetar um medidor de LCR baseado em microcontrolador para medir indutância, capacitância e resistência. O objetivo foi alcançado quando o medidor funciona e pode encontrar os valores para todos os três componentes quando o botão é pressionado e o componente desconhecido é conectado. O microcontrolador enviará um sinal e medirá a resposta dos componentes que é convertida para a forma digital e analisada por meio de fórmulas programadas no microcontrolador para dar o valor desejado. O resultado é enviado ao LCD para ser exibido.

Etapa 7: AGRADECIMENTOS ESPECIAIS

Agradecimentos especiais aos membros do meu grupo e ao meu instrutor que me ajudou neste projeto. Espero que você ache este instrutível interessante. Aqui é Fatima Abbas, da UET, que está assinando.

Espero trazer mais alguns para você em breve. Até então se cuide:)