微型STM32上的电感计

描述

简要描述;简介

该项目只是将基于 PIC 微控制器的 LC 表“迁移”到 tsop-20 外壳中的微型 STM32F030F4P6。

2020 年 1 月 14 日更新

修复了示意图中的错误

有时我们需要检查未知电感或变压器的值，但非昂贵的万用表不允许检查电感，只能检查电容。因此，使用微控制器创建自己的廉价电感表是个好主意。

我在网上找到了一个基于PIC单片机的LC-meter的绝妙项目。原理图的中央电路是一个建立在快速 LM311 比较器上的多谐振荡器，它产生周期与 LC 的平方根成正比的非衰减振荡。不幸的是，我没有使用 PIC 微控制器的工作经验，所以我决定在微型 STM32F030F4P6 IC 上重新创建该项目。

为了检查外部电感器的值，我们进行了三个测量：

• 将探头短接，闭合内部L-C电路，检查LiCi电路的周期。让它成为 tick_LC 周期。
• 使用簧片继电器，将校准电容器 1000pF（非常准确）连接到电路并检查第二个周期 Li (Ci + Cc)，假设为 tick_LCC。
• 将外部电感连接到探头并断开校准电容器，检查周期 (Li + Lx) Ci。

如果你做一些数学运算，你会发现外部电感的值是所有三个周期和校准电容器值的函数。

第一个问题是，当使用指定的内部电感器和电容器值时，我的 LM311 比较器的第 7 个引脚上根本没有峰值。在这种情况下似乎振荡周期太小，所以我决定增加内部电容的值。不幸的是，较大值的电容器没有 1000pF 电容那样的精度。也就是说，您可以找到 1% 的 1000pF 电容器和只有 5% 的 10-100 nF 电容器。总而言之，这个项目最终使用了 1% 1000pF (1nF) 校准电容和 5% 47 nF 内部电容。

第二个问题是增加前两个时期的差异。原始原理图将第二个周期加倍，因为两个电容器的值相同。在这种情况下，当我们附加校准电容器时，我们将电容增加 1/47，这并不大。因此，增加内部电感的值也会增加两个周期的差异：Li Ci 和 Li (Ci+Cc)；

完整的原理图

 

我们增加了内部元件的值并增加了内部振荡回路的周期。现在 LM311 开始正常工作。此外，内部电容的较大值允许更准确地测量外部指示器，因为周期取决于 LC 值，因此当我们增加 L 时，周期增加很快。第二个干簧继电器允许自动校准内部电路 Li Ci。

 

电感表

 

构建电感计

如前所述，电感计基于微型 STM32 微控制器 STM32F030F4P6。该 IC 由 st、CubeMX 和 system workbench 的免费软件套件支持。首先我们使用cubeMX来初始化ou

 

引脚分配

 

要检查引脚 FREQ 的振荡周期，我们需要准确的时钟信号。所以我们配置微控制器的时钟如下图所示。

 

时钟配置

 

我们使用外部 16 MHz 晶体作为微控制器时钟源，然后我们将处理器频率增加到最大值 48 MHz。然后我们在捕获模式下配置定时器TIM3来检查振荡周期。

TIM3 由 48 MHz 的系统时钟计时，从 0 到 65535 计数。一旦在 TI1FP1（FREQ 引脚）上检测到下降沿，当前计数器就会保存到周期值，定时器会重置其值。来自 st corp. 的绝妙创意。

 

定时器配置

 

您还需要用于 STM32 的LCD 1602 库来构建此项目。您可以单独下载它，也可以从项目存储库中获取它。

有几种方法可以将固件上传到微控制器：您可以使用.hex 文件并通过 STM ST-Link 实用程序上传，或者您可以使用 cubeMX 和 System Workbench 工具重新编译项目。

结论

该电感表经证明可测量 2uH 至 400mH 的电感，精度约为 5-10%。假设，家庭使用是可以接受的，并且您可以在构建和研究它的过程中获得一些乐趣。享受。