Главная » Измерения
Призовой фонд
на январь 2017 г.
1. 5000 руб.
Академия Благородных Металлов
2. 1000 руб.
Radio-Sale
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 600 руб.
От пользователей
5. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник

RCF метр на MSP430 и Nokia1202

   RCF метр на MSP430 и Nokia1202

Пару лет назад почти полностью перешел на SMD компоненты. И размер меньше и хранить удобней, платы меньше в размерах, сверлить не надо. Запчасти в основной массе из донорских неисправных плат выпаиваются. Взял фен прогрел плату и пинцетом поснимал все детали. И начинается процесс сортировки. С резисторами это я еще более или менее быстро осуществляю, да и маркировка на них почти всегда читается нормально, а вот конденсаторы складываются в спичечный коробок и сортируются при образовании полного душевного вакуума. И вот когда коробок почти наполнился и я в очередной раз не нашел в уже отсортированных нужную емкость я решил, что необходимо сделать измеритель емкости с автоматических переключением пределов измерения. Основными методами являются время измерения заряда конденсатора и генераторный метод когда емкость определяется путем измерения частоты генератора в который она входит. Пошерстив Интернет на предмет работоспособных и главное простых конструкций я остановился на генераторном методе.

Принципиальная схема RCF метра на MSP430 и Nokia1202

В качестве измерителя выступил микроконтроллер от Техас Инструмент msp430f1132. Экран от Nokia 1202. Генератор на триггере Шмидта 74С132. Изначально планировалось сделать измеритель только для емкостей. Но так как памяти еще немного оставалось то был доделан еще измеритель сопротивлений. Также в качестве бонуса получился частотомер.

Характеристики:
измеряемые сопротивления от 0 Ом до 10МОм
измеряемые емкости от 0 пф до 10 мкф
- измеряемые частоты от 0 до 25МГц (по крайней мере у меня нет генератора более 25МГц при этом измеритель показывал 24999200Гц и плавала +-15Гц). Погрешность может объяснятся как точностью кварца в измерителе так и точностью кварца в генераторе.

Отличие данной конструкции от прототипов в том, что используется калибровка не по двум точкам, а по 10 (хотя нет особых проблем увеличить число опорных точек).

Итак, алгоритм работы измерителя.

Сигнал с генератора подается на вход контроллера, настроенный как счетный вход таймера А. В прерывании по переполнению таймера происходит инкремент переменной подсчета импульсов для расширения разрядности таймера. Временной интервал замера формируется сторожевым таймером WDT, работающем в интервальном режиме. Особенность сторожевого таймера в том что его значение нельзя программно изменить, поэтому для определения частоты за 1 секунду введена программная коррекция измеренного значения. Интервальный таймер тактируется от ACKL с делителем 32768. ACKL в свою очередь тактируется от кварца на 6МГц с делителем 8. Для получения секундного интервала подсчет происходит 25 раз и время измерения составляет чуть более секунды. Для приведения его ровно к одной секунде и используется коэффициент коррекции 1,04475136.

Для возможности использования экрана от Nokia библиотека шрифтов была порезана до необходимого минимума.

В принципе можно использовать любой кварц. Достаточно подобрать число переполнений таймера WDT так что бы интервал замера был как можно ближе к единице и рассчитать программный коэффициент коррекции. Генератор выполнен на микросхеме 74С132 причем как и подобных конструкциях отдельные генераторы на измерение емкости и сопротивления. Точность замера частоты 600кГц составляет порядка 2-5Гц таким образом точность замера емкости и сопротивления будет очень сильно зависит от точности питания и стабильности опорных элементов.

Для повышения точности напряжения был использован источник опорного напряжения LM4040 с напряжением стабилизации 2,5В от техас инструмент (что было то и поставил).

На экране отображаются в зависимости от режима (меняется по нажатию кнопки) измеренные значения емкости или сопротивления. Также внизу экрана отображается текущая частота в герцах. Это нужно для калибровки прибора, а также позволяет измерять частоту в режиме измерения сопротивления подав на один из входов измеряемую частоту. Вверху экрана отображается напряжение источника питания. Это для того чтобы определять степень разряда литиевой батарейки от которой планируется питание. Следует помнить что не следует подавать питание выше 5В. Если решите запитать схему от 9В батарейки то необходимо питание микроконтроллера перенести на выход стабилизатора 3.3В. Правда и отображаться будет всегда 3.3В (что впрочем не критично, это батарейка а не аккумулятор).

C_200x144.jpgR_220x137.jpg

Номиналы опорных элементов условны, в первую очередь важна стабильность. У меня используются резисторы на 470 Ом и емкости на 1000пФ что дает частоту при замкнутых щупах в режиме измерения сопротивления и отключенной емкости в режиме измерения емкостей порядка 1200000Гц.

Настройка

Настраивается программный коэффициент коррекции частоты (с учетом установленного кварца) таким образом, чтобы в режиме измерения сопротивления при разомкнутых щупах и поданной эталонной частоте на экране отображалась эталонная частота.

После этого калибруются отдельно измеритель емкости и измеритель сопротивления. Для этого например включается режим измерения емкости. Отображаемая частота записывается в ячейку массива a[9]. В ячейке массива b[9] записывается соответствующее значение емкости в пф. Затем подключается точно измеренная или известная емкость номиналом например 200 пф. Измеренное значение емкости записывается в ячейку массива a[8] в ячейку массива b[8] записывается 200.0 и так далее пока не заполнится весь массив. Калибровка измерителя сопротивления осуществляется аналогично но измеренная частота записывается в массив c[] а соответствующее ей значение сопротивления в Омах записывается в массив d[]. После этого производится перезапись программы в контроллер.

При работе программы рассчитанное значение емкости или сопротивления получается из линейного закона соответствия измеряемой величины соответствующей частоте с линейно-кусочной аппроксимацией.

Печатка была выполнена на одностороннем текстолите. Самое неудобное для повторения это корпус контроллера типа PW (расстояние между ногами 0,65мм) но в принципе легко повторяемо ЛУТом. Часть соединений выполнено перемычками. На печатке белым цветом. Экран припаивается шлейфом к плате, загибается на противоположную строну и клеиться к ней.

RCF meter lay_321x223.jpg

В качестве корпуса идеально подошел корпус от китайской переключалки для гирлянды. Прорезано окошко под экран и кнопочку (на место старой кнопки не влезло ибо сначала появилась плата и как назло J потом появилась коробочка, на печатке я уже перенес ее в нужное место). Для включения используется переключатель.

Измерительные щупы сделаны в виде пинцета из пластмассы. Контакты из старого разъема, штыри прикреплены к пинцету а ответные части вклеены внутрь корпуса. Для изменения типа измеряемого элемента, пинцет необходимо перекинуть в соседние гнезда.

PICT0012_500x316.jpg

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
МК MSP430
MSP430F1132
1 Поиск в FivelВ блокнот
Вентиль
CD74HC132
1 Поиск в FivelВ блокнот
Линейный регулятор
REG104-33
1 Поиск в FivelВ блокнот
ИС источника опорного напряжения
LM4040A25
1 Поиск в FivelВ блокнот
Конденсатор10 пФ2 Поиск в FivelВ блокнот
Конденсатор1000 пФ2 Поиск в FivelВ блокнот
Конденсатор0.1 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
50 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
100 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
470 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
10 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
LCD-дисплейNokia 12021 Поиск в FivelВ блокнот
X1 Кварцевый резонатор6 МГц1 Поиск в FivelВ блокнот
Кнопка тактоваяFSM8JH1 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 1
Я собрал 0 1
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 1 чел.

Комментарии (10) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Andri #
А если вместо дисплея 1202 использовать от нокии 3310?
Ответить
0
zeconir #
Без перепрошивки никак, у них разная система команд
Ответить
0
Андрей #
Какая точность при измерении от 0 до 100пФ, от 0 до 1кОм, какое время счёта 1мкФ -10мкФ?
Какой программатор нужен для прошивки MSP430?
Ответить
0
Виктор #
1 пикофарад отличает от 2. Но большую погрешность вносят щупы. Один раз прижмешь одни показания, отпустишь опять прижмешь уже отличаются. Если припаиваешь измеряемый конденсатор к измерительным проводам то одинаково. Нет в наличии точных конденсаторов на маленькую емкость, приходиться верить надписям на ленте с которых брал. Также и с сопротивлениями. Время счета одинаково для всех диапазонов и равно 1 секунде. По поводу программаторов смотри здесь
Ответить
0
Александр #
Отличный, самое главное маленький приборчик, а можно на MSP430F2003TPWR применить или на MSP430G2452. Естественно с изменением в исходах?
Ответить
0

[Автор]
tvilsa #
MSP430F2003TPWR не подойдет мало памяти. А MSP430G2452 нормально.
Ответить
0

[Автор]
tvilsa #
Кстати сейчас посмотрел MSP430G2452 можно программировать по SpiByWire из отладочного набора MSP430 LaunchPad который у texasa можно напрямую купить за 130 рублей.
Ответить
0
Александр #
Так поэтому и спросил есть он у меня в том числе и MSP430G2452, а по MSP430F2003TPWR я забыл что у них памяти мало
Ответить
0
BORNTOUSSR #
Есть ланчпад msp430g2553 -возможно ли переделать код под этот камень?
Ответить
0

[Автор]
tvilsa #
Можно поставить msp430g2553, но код переписывать придется, т.к. название регистров в IAR разные.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

USB осциллограф DSO-2090
USB осциллограф DSO-2090
Набор 4WD Kit Bluetooth Радиореле 220В
вверх