1、简单易用,可快速上手
2、流畅支持300个器件或1000个焊盘以下的设计规模
3、支持简单的电路仿真
4、面向学生、老师、创客
1、全新的交互和界面
2、流畅支持超过3w器件或10w焊盘的设计规模,支持面板和外壳设计
3、更严谨的设计约束,更规范的流程
4、面向企业、更专业的用户
标准版 2019年F题:纸张计数显示装置
简介:该工程为2019年电子设计大赛F题的工程,通过放大器检测电容的方法,对纸张与平板构成的电容进行检测,从而获得纸张的数量,并通过OLED显示出来。
开源协议: GPL 3.0
1.题目要求及内容
使用A、B极板(尺寸:为边长 50mm±1 mm 的正方形),导线a、b(尺寸:长度均为 500mm±5mm)以及测量电路,对两极板之间的纸张数量进行测量。测量数量为1~30张,并且电路拥有自校准、短路检测等功能。
2.设计思路
测量纸张的数量实际为测量由纸张和两极板构成的电容的大小,可以通过测量等效电容的大小可以间接测量纸张数量。
3.原理分析
电路由以下几部分构成:
1)电源部分,提供+3.3V(单片机)、±9V电压(运算放大器);
2)波形发生电。产生正玄波,为测量电路提供信号源;
3)检测电路。检测极板电容与基准电容的比值(运算放大器原理);
4)滤波电路。滤除工频干扰(十分重要);
5)幅值检测电路。将检测电路输出转换为对应的电压;
6)主控电路。进行ADC检测,按键检测、蜂鸣器控制、显示控制等。
具体原理:运用电容检测原理中的运算放大器检测原理,将极板电容的电容值转换为对应的电压。
由于公式中的两极板间距与纸张数量成正比,故输出电压随纸张数量线性增长,具有非常好的线性度,便于实际的测量与转换。
所有的前提是Cf的容抗要大于Rf的阻值。
4.实物图展示
焊锡飞线为交流信号线;红色细飞线为直流信号线(原本的检测AD的IO烧坏了,就更换了一个);黑色细飞线无用。
5.调试流程
1)第一步首先对正玄波发生电路的输出进行调试,其输出幅值随后级运算放大器的电源电压而定(一般为0.05~0.1左右),频率最好大于100khz;
2)对检测电路进行调试。选定电容C0(基准电容)的大小。其原则是使输出在纸张为30张时输出的电压为最大可靠输出电压的一般,以求获得最大的分辨率(单张纸张构成的输出电压变化量)。条件允许的情况下可以先测量极板构成的大小(一边为200pf左右),在根据实际电路选定;
3)对滤波电路进行调整。(基本没有问题)其目的是为了滤去工频信号的干扰;
4)对峰值检测电路进行调试,以求达到最小的误差。有条件的情况建议使用有效值检测电路,其精度会大大提升。
5)对程序进行调试。相对来说较为简单,可根据自己的习惯来编写,主要为ADC检测问题。
6.视频演示
视频地址: https://www.bilibili.com/video/BV1Xi4y1N7gE/
7.源码附件
见文末附件
附件1:程序源码
附件2:存在的问题及解决方法(部分问题已经解决2021-3-17)。
附件3:说明(一些注意事项)
注:本工程已经更新完成。
ID | Name | Designator | Footprint | Quantity | BOM_Supplier | BOM_Supplier Part | BOM_Manufacturer | BOM_Manufacturer Part |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | MICRO5.9MMUSB | USB1 | MICRO-USB-SMD_5PIN-H-FEMALE-PITCH0.65-L_MICRO5.9MMUSB | 1 | LCSC | C393940 | SHOU HAN | MICRO5.9mmusb |
2 | WJ128V-5.0-2P | P1 | WJ128V-2P-5.0 | 1 | LCSC | C8269 | ReliaPro | WJ128V-5.0-2P |
3 | AD736ARZ-R7 | U5 | SOIC-8_L5.0-W4.0-P1.27-LS6.0-TL | 1 | LCSC | C408827 | Analog Devices | AD736ARZ-R7 |
4 | TMB12A05 | BUZZER1 | B-12*7.5 | 1 | LCSC | C96093 | HNDZ | TMB12A05 |
5 | 180pF | C21 | C0603 | 1 | LCSC | C296050 | Huaxin S&T | 0603N181J500CT |
6 | 1pF | C23 | C0603 | 1 | LCSC | C23969 | SAMSUNG | CL10C010CB8NNNC |
7 | 8.06K | R19,R20 | R0603 | 2 | LCSC | C23112 | UniOhm | 0603WAF8061T5E |
8 | 100nF | C5,C6,C1,C18,C17,C20,C11,C19,C13,C12,C10,C16,C15 | 0603 | 13 | LCSC | C80516 | WTC | 0603B104K160 |
9 | 100nF | C28,C33,C27,C32,C24,C25 | C0603 | 6 | LCSC | C237171 | Huaxin S&T | 0603B104J250CT |
10 | 330pF | C14 | 0402 | 1 | LCSC | C115681 | Shenzhen Eyang Tech Development | C0402X7R331K500NTB |
11 | 82K | R3 | R0603 | 1 | LCSC | C23254 | UniOhm | 0603WAF8202T5E |
12 | 27pF | C22 | 0603 | 1 | LCSC | C1656 | SAMSUNG | CL10C270JB8NNNC |
13 | 3.3K | R9,R8 | R0603 | 2 | LCSC | C384241 | Walsin Tech Corp | WR06X332 JTL |
14 | 10K | R29 | RES-ADJ-TH_3P-L10.0-W10.0-P2.50-L | 1 | LCSC | C118954 | Chengdu Guosheng Tech | 3296W-1-103 |
15 | 33uF | C31 | C1812 | 1 | LCSC | C342604 | TDK | C4532X7R1C336MT000N |
16 | 8038 | SK1 | DIP-14_L17.8-W10.2-P2.54-BL | 1 | LCSC | C2325 | Boom Precision Elec | - |
17 | 100M | R23 | R0603 | 1 | LCSC | C422892 | Uniroyal Elec | 0603WAJ0107T5E |
18 | 10K | R4,R24,R21,R1,R30,R2 | R0603 | 6 | LCSC | C328335 | ResistorToday | AECR0603F10K0K9 |
19 | Z-211-0411-0021-001 | H1,H2 | HDR-4X1/2.54 | 2 | LCSC | C152150 | ZHENGLING | Z-211-0411-0021-001 |
20 | AMS1117-3.3 | U1 | SOT-223 | 1 | LCSC | C6186 | AMS | AMS1117-3.3 |
21 | SK310A-LTP | D1 | SMA_L4.4-W2.8-LS5.4-RD | 1 | LCSC | C91474 | MCC | SK310A-LTP |
22 | FC-DA1608HRK-620D | LED3,LED2 | LED0603-FD | 2 | LCSC | C84263 | NATIONSTAR | FC-DA1608HRK-620D |
23 | 2.2uF | C9,C8 | 0603 | 2 | LCSC | C106832 | YAGEO | CC0603ZRY5V7BB225 |
24 | 220S-1*4P H=8.5MM Ytype Gold-plated | H3,H4 | DIP-1X4P2.54 | 2 | LCSC | C124413 | Ckmtw | 220S-1*4P H=8.5MM Ytype Gold-plated |
25 | 220uF | C4 | CAP-D6.3XH5.5 | 1 | LCSC | C116413 | SEMTECH | CS1A221M-CRE54 |
26 | 2K | R15,R28,R16,R31,R17,R27,R12,R13,R10,R11,R22,R14 | 0603 | 12 | LCSC | C22975 | UniOhm | 0603WAF2001T5E |
27 | 8MHz | X1 | HC-49SMD | 1 | LCSC | C252310 | SHENZHEN CRYSTAL TECH | 6CS08000F20UCG |
28 | NN1-05D09BN | U2 | THROUGH HOLE_B_19.50× 6.00 | 1 | LCSC | C232000 | Guangzhou Aipu Elec Tech | NN1-05D09BN |
29 | SI2302_C351399 | Q1 | SOT-23 | 1 | LCSC | C351399 | PUOLOP | SI2302 |
30 | 20pF | C2,C3 | CAP_0603 | 2 | LCSC | C376774 | CCTC | TCC0603COG200J500CT |
31 | 56nF | C26 | C0603 | 1 | LCSC | C519432 | YAGEO | CC0603KRX7R7BB563 |
32 | STM32F030F4P6 | U3 | TSSOP-20 | 1 | LCSC | C32908 | STMicroelectronics | STM32F030F4P6 |
33 | 10uF | C29 | C0603 | 1 | LCSC | C70225 | FH | 0603X106K160NT |
34 | 360 | R26,R25 | R0603 | 2 | LCSC | C25194 | UniOhm | 0603WAF3600T5E |
35 | 180uH | L2,L1 | L1812 | 2 | LCSC | C394136 | Guangdong Fenghua Advanced Tech | FHW1812IF181JST |
36 | 1K | R5,R7,R32 | R0603 | 3 | LCSC | C384295 | Walsin Tech Corp | WR06X102 JTL |
37 | 10K | R18,R6 | 0603 | 2 | LCSC | C238881 | Stackpole Elec | RMCF0603JT10K0 |
38 | 4.7uF | C7 | 0603 | 1 | LCSC | C99229 | FH | 0603X475K160NT |
39 | K2-1102DP-C4SW-04 | SW2,SW3,SW4,SW5,SW1 | DIP-6*6*7.5 | 5 | LCSC | C110153 | HRO | K2-1102DP-C4SW-04 |
40 | MC33072ADR2G | U4 | SOIC-8_L4.9-W3.9-P1.27-LS6.0-BL | 1 | LCSC | C26356 | ON | MC33072ADR2G |
41 | BL-HJC36G-AV-TRB | LED1,LED4 | LED-0603 | 2 | LCSC | C165983 | Bright LED Elec | BL-HJC36G-AV-TRB |
展开
加载中...
是否需要添加此工程到专辑?