Teslameter
Ausführende
Christoph Bauer, Bernhard Gepp 5AE 2002/03
Betreuung
Dipl.-Ing. Dr. Walter Haasler, Dipl.-Ing. Dr. Michael Seebacher
Aufgabenstellung
Basierend auf einem PIC Mikrocontroller wurde ein Gerät zur Messung magnetischer Felder entwickelt. Die Messwerte werden auf einem LCD-Display angezeigt, gleichzeitig wird die Speicherung der minimalen und maximalen Werte in einem EEPROM realisiert. Teil des Projekts war auch die Auswahl der optimalen Sensoren für den gewählten Messbereich, sowie der Entwurf einer Messschaltung.
Auszuführen waren:
- Erarbeitung der theoretischen Grundlagen
- Entwicklung und Fertigung der Mikrocontroller-Schaltung
- Auswahl und Integration der Sensoren
- Programmierung des Mikrocontrollers
- Adaptierung eines Gehäuses
Details zur Realisierung
Hauptaufgabe des Projektes war die Auswahl der passenden Sensoren zur Magnetfeldmessung, sowie der Entwurf einer passenden Messschaltung wie auch die Programmierung einer Mess- und Ausgabesoftware.
Bei der Auswahl der Sensoren wurde vor allem auf den Messbereich geachtet. Ziel war es einen möglichst großen Messbereich bzw. eine möglichst große Genauigkeit des Messgerätes herzustellen. Es wurden insgesamt drei Sensoren ausgewählt, welche einen Messbereich zwischen 0,01mT und 67mT gewährleisten. Die Sensoren beruhen auf dem Hall-Effekt bzw. sind Widerstandsmessbrücken mit magnetfeldabhängigen Widerständen.
Kernelement der Messschaltung sind Instrumentenverstärker, deren Aufgabe es ist, die Messspannungen der Sensoren, welche im Milivoltbereich liegen, auf ein vom ADC verarbeitbares Signal zu verstärken.
Die Software wurde folgendermaßen gegliedert:
- Initialisierung des Mikrocontrollers sowie der benötigten Komponenten
- Warten auf die Benutzereingabe
- Einlesen des entsprechenden Analogwertes des ausgewählten Sensors
- Konvertierung des Wertes in einen Digitalwert
- Umrechnung des Wertes in das entsprechende Magnetfeld
- Ermittlung der Minima und Maxima jeder Messung
- Ausgabe des Messwertes
Die Umwandlung der eingelesenen und umgewandelten Digitalwerte in Magnetfeldwerte, welche ausgeben werden, erfolgte mit Hilfe von Formeln, welche aus Datenblättern entnommen wurden.
Die Software wurde unter Verwendung des C-Compiler CC5X entwickelt, welcher in die Entwicklungsumgebung MPLAB integriert wurde, um die Hochsprache in PIC-Assemblercode umzusetzen.
HTL Wien 3 Rennweg, Juni 2004