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微型STM32上的電感計(jì)

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資料介紹

描述

簡要描述;簡介

該項(xiàng)目只是將基于 PIC 微控制器的 LC 表“遷移”到 tsop-20 外殼中的微型 STM32F030F4P6。

2020 年 1 月 14 日更新

修復(fù)了示意圖中的錯誤

有時(shí)我們需要檢查未知電感或變壓器的值，但非昂貴的萬用表不允許檢查電感，只能檢查電容。因此，使用微控制器創(chuàng)建自己的廉價(jià)電感表是個好主意。

我在網(wǎng)上找到了一個基于PIC單片機(jī)的LC-meter的絕妙項(xiàng)目。原理圖的中央電路是一個建立在快速 LM311 比較器上的多諧振蕩器，它產(chǎn)生周期與 LC 的平方根成正比的非衰減振蕩。不幸的是，我沒有使用 PIC 微控制器的工作經(jīng)驗(yàn)，所以我決定在微型 STM32F030F4P6 IC 上重新創(chuàng)建該項(xiàng)目。

為了檢查外部電感器的值，我們進(jìn)行了三個測量：

將探頭短接，閉合內(nèi)部L-C電路，檢查LiCi電路的周期。讓它成為 tick_LC 周期。
使用簧片繼電器，將校準(zhǔn)電容器 1000pF（非常準(zhǔn)確）連接到電路并檢查第二個周期 Li (Ci + Cc)，假設(shè)為 tick_LCC。
將外部電感連接到探頭并斷開校準(zhǔn)電容器，檢查周期 (Li + Lx) Ci。

如果你做一些數(shù)學(xué)運(yùn)算，你會發(fā)現(xiàn)外部電感的值是所有三個周期和校準(zhǔn)電容器值的函數(shù)。

第一個問題是，當(dāng)使用指定的內(nèi)部電感器和電容器值時(shí)，我的 LM311 比較器的第 7 個引腳上根本沒有峰值。在這種情況下似乎振蕩周期太小，所以我決定增加內(nèi)部電容的值。不幸的是，較大值的電容器沒有 1000pF 電容那樣的精度。也就是說，您可以找到 1% 的 1000pF 電容器和只有 5% 的 10-100 nF 電容器。總而言之，這個項(xiàng)目最終使用了 1% 1000pF (1nF) 校準(zhǔn)電容和 5% 47 nF 內(nèi)部電容。

第二個問題是增加前兩個時(shí)期的差異。原始原理圖將第二個周期加倍，因?yàn)閮蓚€電容器的值相同。在這種情況下，當(dāng)我們附加校準(zhǔn)電容器時(shí)，我們將電容增加 1/47，這并不大。因此，增加內(nèi)部電感的值也會增加兩個周期的差異：Li Ci 和 Li (Ci+Cc)；

完整的原理圖

我們增加了內(nèi)部元件的值并增加了內(nèi)部振蕩回路的周期。現(xiàn)在 LM311 開始正常工作。此外，內(nèi)部電容的較大值允許更準(zhǔn)確地測量外部指示器，因?yàn)橹芷谌Q于 LC 值，因此當(dāng)我們增加 L 時(shí)，周期增加很快。第二個干簧繼電器允許自動校準(zhǔn)內(nèi)部電路 Li Ci。

電感表

構(gòu)建電感計(jì)

如前所述，電感計(jì)基于微型 STM32 微控制器 STM32F030F4P6。該 IC 由 st、CubeMX 和 system workbench 的免費(fèi)軟件套件支持。首先我們使用cubeMX來初始化ou

引腳分配

要檢查引腳 FREQ 的振蕩周期，我們需要準(zhǔn)確的時(shí)鐘信號。所以我們配置微控制器的時(shí)鐘如下圖所示。

時(shí)鐘配置

我們使用外部 16 MHz 晶體作為微控制器時(shí)鐘源，然后我們將處理器頻率增加到最大值 48 MHz。然后我們在捕獲模式下配置定時(shí)器TIM3來檢查振蕩周期。

TIM3 由 48 MHz 的系統(tǒng)時(shí)鐘計(jì)時(shí)，從 0 到 65535 計(jì)數(shù)。一旦在 TI1FP1（FREQ 引腳）上檢測到下降沿，當(dāng)前計(jì)數(shù)器就會保存到周期值，定時(shí)器會重置其值。來自 st corp. 的絕妙創(chuàng)意。