LC-mètre Android On-The-Go (OTG) : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Il y a plusieurs années, j'ai construit un LC-Meter basé sur une conception open source d'un "Étonnamment précis LC meter" par Phil Rice VK3BHR à

Présenté ici est une conception modifiée basée sur un microcontrôleur Flash USB Microchip PIC18F14K50 qui est connecté à un téléphone Android en utilisant le mode On-The-Go (OTG). Le téléphone alimente les circuits et une application Android fournit l'interface utilisateur graphique (GUI).

Voici les points saillants de la conception:

1. Microcontrôleur PIC18F14K50 unique avec interface USB et comparateur analogique interne
2. C-code simple sur le microcontrôleur mettant en œuvre un compteur de fréquence de base
3. Code de test de l'interface graphique dans Qt Creator et application Android à l'aide d'Android Studio
4. Tous les calculs effectués dans un langage de niveau supérieur
5. Faible consommation d'énergie ~ 18 mA à +5V
6. Conception vérifiée en construisant une planche à pain et une unité d'ingénierie

Je souhaite reconnaître l'utilisation du code d'exemple de contrôleur série USB pour Android v4.5 dans la mise en œuvre de la connectivité OTG.

Étape 1: Théorie de fonctionnement et schéma du circuit

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement de base est basé sur la détermination de la fréquence de résonance d'un circuit accordé en parallèle LC.

Se référant au circuit équivalent: Le comparateur interne est configuré comme un oscillateur dont la fréquence est déterminée par le circuit résonant parallèle LC.

L1/C7 forment le circuit résonant central oscillant à ~50 kHz. Appelons ça F1

Un condensateur de valeur précise, C6 est ajouté en parallèle pendant le cycle de calibration. La fréquence passe alors à ~ 30 kHz. Appelons cela F2.

La fréquence de résonance change lorsqu'une inductance inconnue LX est connectée en série avec L1 ou qu'un condensateur inconnu CX est connecté en parallèle avec C7. Appelons cela F3.

En mesurant F1, F2 et F3, il est possible de calculer l'inconnu LX ou CX en utilisant les équations indiquées.

Les valeurs calculées et affichées pour deux conditions 470 nF et 880 uH sont affichées.

Schéma du circuit

Le PIC18F14K50 est une solution à puce unique pour le compteur OTG-LC car il fournit un comparateur interne qui peut être utilisé pour l'oscillateur LC et une interface USB intégrée permettant la connexion à un port PC-USB ou au port Android Phone OTG.

Étape 2: Application Android

Étapes de fonctionnement:

1. Après avoir configuré le téléphone Android en mode développement, installez app-debug.apk à partir de l'étape logicielle à l'aide d'un PC et d'un câble USB approprié.
2. Connectez le LC-mètre au téléphone Android à l'aide d'un adaptateur OTG.
3. Ouvrez l'application du compteur LC (Figure 1)
4. Appuyez sur le bouton Connect, entraîne une demande de connexion (Figure 2)
5. Avec les sondes ouvertes en mode C ou court-circuitées en mode L, appuyez sur Calibrer, les résultats sont prêts (Figure 3)
6. En mode C, connectez un condensateur inconnu (470 nF) et appuyez sur Exécuter (Figure 4, 5)
7. En mode L, connectez l'inducteur inconnu (880 uH) et appuyez sur Exécuter (Figure 6, 7)

Étape 3: Consommation d'énergie

Le PIC18F14K50 est un microcontrôleur Flash USB doté de la technologie nanoWatt XLP.

Les trois images montrent le courant consommé par le matériel LC-Meter en mode OTG pendant différentes étapes de fonctionnement:

1. Lorsque le matériel est connecté au téléphone Android mais que l'application n'est pas lancée, 16,28 mA
2. Lorsque l'application est lancée et est en mode RUN, 18,89 mA
3. Seulement pendant 2 secondes lorsque l'étalonnage est lancé, 76 mA (courant de relais supplémentaire)

Globalement, l'application lorsqu'elle est exécutée consomme moins de 20 mA, ce qui serait de l'ordre de la 'Torch' d'un téléphone Android.

Étape 4: Matériel

La conception du PCB a été réalisée dans Eagle-7.4 et les fichiers CAO sont joints au format. Zip. Ils contiennent tous les détails, y compris les données Gerber.

Cependant, pour ce projet, un modèle de maquette a d'abord été fabriqué. Après la finalisation des circuits, la conception détaillée a été réalisée dans CADSOFT Eagle 7.4 et le PCB fabriqué à l'aide de la méthode de transfert de toner.

Des tests au niveau de la carte ont été effectués à l'aide du logiciel de test Qt avant d'emballer la carte dans le boîtier en plastique.

La fabrication et le test de deux unités aident à valider la répétabilité de la conception.

Étape 5: Logiciel

Ce projet impliquait le développement de code sur trois plateformes de développement:

1. Le développement du code embarqué pour le microcontrôleur PIC18F14K50
2. Test basé sur PC/application indépendante dans Qt sur Linux
3. Application Android utilisant Android Studio sous Linux

Code du microcontrôleur

Le code C du PIC18F14K50 a été développé sous MPLAB 8.66 à l'aide du compilateur CCS-C WHD. Le code et le fichier fuse sont joints:

1. 037_Android_2_17 17 sept.rar
2. PIC_Android_LC-Meter.hex (ouvert dans MPLAB avec une somme de contrôle 0x8a3b)

Application de test Qt sur Linux

Une application de test Qt a été développée sous Qt Creator 4.3.1 avec Qt 5.9.1 sous « Debian GNU/Linux 8 (jessie) ». Le code est joint:

Aj_LC-Meter_18 Sept 17. Zip

Cela peut être utilisé comme une application indépendante basée sur PC à l'aide du matériel LC-mètre

Application Android sous Linux

Développé sous Android Studio 2.3.3 avec le sdk 26.0.1.

Testé sur téléphone Android, Radmi MH NOTE 1LTE avec la version Android 4.4.4 KTU84P

LC-Meter_19 sept 17.zip

fichier apk app-debug.apk