Измеритель емкости и индуктивности для USB на микроконтроллере PIC18F2550, использующий HID-драйвер (Plug-n-Play)

     Разрабатывая это устройство, автор поставил задачу создать универсальный малогабаритный измерительный прибор на современной элементной базе с невысоким энергопотреблением и автономным питанием.
     Описываемый ниже прибор, действительно, можно назвать универсальным, поскольку он измеряет постоянное напряжение, частоту электрических колебаний, емкость конденсаторов, индуктивность катушек, проверяет исправность кварцевых резонаторов и вырабатывает импульсный сигнал с уровнями ТТЛ, частоту которого можно изменять в широких пределах. Основа прибора — экономичный микроконтроллер PIC16F873A. В его состав входят аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и делитель частоты с верхней рабочей частотой около 50 МГц.

     В данной статье описывается устройство реализованное на микроконтроллере PIC33FJ16GS504 с передачей данных по Bluetooth и выводом осциллограммы на устройстве управляемым на основе Android
     Это приложение тестировалось только с Samsung Galaxy GT-i5700 Spica (Android 2.1). Обработанные данные передаются в телефон через Bluetooth модуль LMX9838.

     Летом многие дачники пользуются душем, в котором вода нагревается на солнце в металлическом баке. Как правило, в качестве бака используют 200-литровую бочку, которую, чтобы вода лучше нагревалась, заполняют не полностью. Количество воды приходится определять визуально, что очень неудобно. Предлагаемое устройство может с достаточной для практики точностью определять степень заполнения любого бака правильной формы водой и ее температуру. Результаты измерения выводятся на ЖКИ.
     Измеритель состоит из конструктивно самостоятельных частей: погружаемой в бак измерительной линейки, основного электронного блока и блока индикации и питания. Линейка изготовлена из отрезка пластмассового профиля, имеющего форму швеллера с полками неодинаковой ширины, применяемого при монтаже пластиковых просверлены через равные интервалы 16 отверстий, в которые вставлены головками наружу винты М3 — они служат датчиками уровня и на схеме рис. 1 обозначены Е1—Е16. С обратной стороны винты закреплены гайками, под которые подложены провода, соединяющие их с разъемом XS1 — 20-контактной панелью для микросхемы, расположенной в верхней части линейки и всегда остающейся выше уровня воды. В нижней части линейки расположен датчик температуры DS1, выводы которого также соединены с контактами панели.

     Осциллограф на PIC18F2550 измеряет среднее, максимальное, минимальное, пиковое напряжения и пересечение нулевого уровня. Осциллограф имеет встроенную функцию триггера, который может быть использован для остановки сигнала для его детального изучения. Масштаб времени для отображения может быть легко изменён функцией  changeTimeDivision. Осциллограф измеряет напряжение в пределах 0-5В, 0-2.5В и 0-1,25. Основным недостатком этого осциллографа является низкая частота дискретизации (~ 60 кГц), а также тот факт, что входы ограничены ограничениями АЦП микроконтроллера. Тем не менее, это очень хороший прибор, и я рекомендую посмотреть видео, чтобы увидеть его в действии.

     Большинство современных автомобилей не оборудованы вольтметром, что не дает возможности следить за состоянием напряжения бортовой сети автомобиля. Контрольная лампа зарядки аккумуляторной батареи не дает точного представления о напряжении в сети, и степени заряженности батареи, а только информирует водителя о неполадках в системе электроснабжения автомобиля. Измерение напряжения батареи при выключенном двигателе, позволяет определить степень ее заряженности после длительной стоянки автомобиля.

     Все чаще и чаще используются приборы подключаемые к компьютеру по  USB. Часто они бывают дешевле и функциональнее обычных приборов. В этой статье описано создание USB осциллографа с максимальной частотой 10 кГц при входном напряжении  ± 16В. Он гораздо лучше других подключаемых к компьютеру осциллографов. Имеет гораздо больше возможностей, чем ПК-осциллографы. В качестве основы использован микроконтроллер PIC18F2550. Питание берётся непосредственно с USB порта, что делает осциллограф компактнее.

     Представленный в данной статье частотомер позволяет измерять частоту от 10 Гц до 60 МГц с точностью 10 Гц. Это позволяет использовать данный прибор для самого широкого применения, например измерять частоту задающего генератора, радио приёмника и передатчика, функционального генератора, кварцевого резонатора и др. Частотомер обеспечивает хорошие параметры и обладает хорошей входной чувствительностью, благодаря наличию усилителя и TTL-преобразователя. Это позволяет измерять частоту кварцевых резонаторов. Если использовать дополнительный делитель частоты, максимальная частота измерения может достигать 1 ГГц и выше.

     Представленный ниже проект измерителя емкости и индуктивности очень прост для повторения и содержит минимум деталей. Тем не менее, диапазон измерения лежит в достаточно широких пределах.

     Предлагаемый частотомер собран на микроконтроллере и семиэлементных светодиодных индикаторах с общим катодом. Его разрешающая способность составляет 0,1 Гц, что может быть полезным при проведении точных измерений.