מד חום פנימי/חיצוני USB (או, 'מכשיר ה- USB הראשון שלי'): 4 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

זהו עיצוב פשוט שמדגים את הציוד ההיקפי USB ב- PIC 18Fs. ישנן חבורה של דוגמאות לשבבי 40 פינים 18F4550 מקוונים, עיצוב זה מדגים את גרסת ה- 18 סיביות הקטנה יותר 18F2550. הלוח משתמש בחלקי הרכבה על פני השטח, אך כל הרכיבים זמינים בגרסאות דרך חורים. אני משתמש בחלקי הרכבה על פני השטח כי זה מהיר יותר לייצר את הלוח מבלי לקדוח חורים. התוצאה הסופית היא ציוד היקפי USB קטן המודד טמפרטורות פנים/חוץ. נתונים זמינים למחשב באמצעות יציאה טורית וירטואלית. דוגמאות משמשות חיישני טמפרטורה, אך ניתן להוסיף חיישנים אנלוגיים אחרים. PS עיין בגרף חי של הנתונים מהכוכב שלי כאן: גרָף

שלב 1: סקירת עיצוב

רכיבי PIC נדרשים

ציוד היקפי USB זה מבוסס על ה- PIC 18F2550 28 פינים. לשבב זה יש את כל הדרוש לממשק USB במהירות מלאה. קבל 0.1uf בין חשמל לקרקע מנתק את ה- PIC מאספקת החשמל. קריסטל 20 מגהרץ (המשמש לייצור שעון פנימי של 48 מגהרץ) ושני קבלים של 27pf. נגד 10K מהספק לסיכת MCLR. הוספתי דיודה מקבילה 1n4148 בין הנגד לבין ההספק, כך ש- 13 וולט המונחים על MCLR במהלך התכנות לא יפגע ברכיבים אחרים בלוח המעגלים. כותרת ICSP (5 פינים) משמשת לתכנות וניפוי באגים של המכשיר. חומרי USB נדרשים שקע מסוג USB B נקבה. קיבולת 220nf-440nf נדרשת עבור ווסת המתח הפנימי של USB. אני משתמש בשני קבלים 0.1uf (זהים לזה שמשמש לניתוק) ללא בעיה. מנורת LED עם נגד הגבלת זרם של 330 אוהם משמשת להצגת מצב חיבור USB. דברים חייבים נדרשים השתמשתי בחיישן הטמפרטורה TC1047A שבב המיקרו כחיישן הטמפרטורה הפנימית. הוא מולחם פיזית ללוח - זה גורם לו לרוץ כמה מעלות חם יותר מטמפרטורת החדר. כותרת משמשת לחיבור בדיקה לטמפרטורה חיצונית (גרסת TO-92 של TC1047a). קבלים נוספים של 0.1uf מסייעים לנתק חוט ארוך שנמשך משאר הלוח. רמות מתח USB אינן עקביות מספיק כדי למדוד ולחשב את הטמפרטורה בצורה מדויקת מהחיישנים האנלוגיים. נעשה שימוש בהתייחסות מתח חיצוני (MCP1525, 2.5 וולט). הפניה למתח דורשת קבל על הפלט של 1uf עד 10uf. ללא קבל זה הפניה למתח לא תעבוד.

שלב 2: קושחה

הקושחה משתמשת במחלקת ה- CDC USB כדי לחקות יציאה טורית. המכשיר יופיע כיציאת com וירטואלית במחשב. הקושחה מחולקת לשלושה חלקים: 1. מנהל ההתקן USB דואג למנות את המכשיר במחשב אישי ולחקות יציאת COM. 2. שגרת שירות קוראת לסירוגין את ערכי הטמפרטורה וממירה אותם לפורמט קריא. ביצוע שתי הפעולות הללו בבת אחת גרם למכשיר ה- USB להתנתק מהחיבור למחשב (חיסכון בזמן). המרת ערכי הנקודה הצפה למחרוזת במחזור השירות בעקבות ההמרה פינתה את בעיית הקישוריות.* 3. לבסוף, שגרה ראשית מקבלת בתים שנשלחו מהמחשב ומחזירה את המדידות המבוקשות. מספר אמצעים מופרדים בפסיק, קווים מסתיימים עם תו null (hex 0x00) קושחת ההדגמה מקבלת את הפקודות הבאות: ערך hex מחזיר 0x00 טמפרטורה פנימית (חיישן על הלוח) 0x01 טמפרטורת חוץ (כותרת חיצונית) 0x02 שתי הטמפרטורות (פסיק הטמפרטורה מחושבת על סמך ההתייחסות ל -2.5 וולט וקיזוז ושיפוע ה- Microchip TC1047A. לחיישני טמפרטורה אחרים עשויים להיות מאפיינים שונים. גיליון הנתונים של TC1047A זמין כאן: https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21498c.pdf הקושחה כתובה ב- MPLAB עם מהדר ההדגמה PIC C18. https://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en010014&part=SW006011 קושחת ה- USB בפועל מסופקת על ידי Microchip. הסביבה המקורית זמינה כאן: https://www.microchip.com/stellent/idcplg? IdcService = SS_GET_PAGE & nodeId = 1824 & appnote = en021631 כדי לערוך את הקושחה: חלץ את כל מבנה הספרייה של המקור לספריית השורש שלך (c: / MCHPFSUSB). לאחר מכן תוכל לטעון את קובץ סביבת העבודה ב- MPLAB.*שגרת הציפה למחרוזת היא חזיר משאבים. כדי לעקוף את בעיית הקישוריות שגרת שירות ה- USB נקראת בנקודות שונות בשגרת float2string. הדבר הטוב ביותר יתוקן על ידי טיפול בפריפריטי היקפי USB. השתמשתי בפריצה כך שהקושחה תישאר קרוב ככל האפשר לגרסת הייחוס.

שלב 3: בדיקת המכשיר

ההוראות מיועדות לחלונות, אך ניתן לחבר את המכשיר לכל דבר שיש בו מנהלי הדמיית יציאות טוריות של CDC.

תכנת את המכשיר עם הקושחה. כל סיביות התצורה צריכות להיות מוגדרות כהלכה בקושחה. חבר את המכשיר ליציאת USB. Windows יזהה אותו ויבקש ממך לבחור מנהל התקן. הקפד ללחוץ על 'עיון לנהג מותאם אישית'. נווט למיקום של קובץ.inf הכלול בארכיון הפרויקט (driver-win2k_winxp). Windows ישתמש בקובץ זה להתקנת המכשיר. *הערה על מנהל ההתקן CDC - מנהל ההתקן להדמיית יציאות טוריות של CDC כלול ב- Windows. קובץ.inf (המסופק על ידי Microchip) פשוט אומר ל- Windows לחבר מנהלי התקנים אלה להתקן. כדי לברר לאיזו יציאת COM הוקצה המכשיר בצע את הפעולות הבאות: עבור ללוח הבקרה (התחל-> הגדרות-> לוח הבקרה) לחץ פעמיים על 'מערכת' לחץ על הכרטיסייה 'חומרה'. לחץ על 'מנהל התקנים' לחץ על '+' שליד יציאות מוצגת רשימה של יציאות COM במערכת. ראיתי את המכשיר מופיע כ- COM 3 ו- 4, אך הוא משתנה בהתאם למערכת. אם לא ברור איזו יציאה חדשה, נסה זאת: נתק את המכשיר מיציאת ה- USB. אחד הנמלים ייעלם. זוהי יציאת COM של המכשיר. חבר את המכשיר שוב, היציאה תופיע שוב. ניתן להשתמש ביישום VB הקטן (כולל מקור) לבדיקת המכשיר. הזן את הפקודה לשלוח, לחץ על 'התחל'. התשובה תוצג בחלון.

שלב 4: מה עוד זה יכול לעשות?

לוח הדגמה זה מהווה נקודת מוצא טובה לתחנת מזג אוויר ביתית קטנה: הוסיפו חיישן לחות HIH3160, או החליפו את חיישן הטמפרטורה האנלוגי בחיישן הטמפרטורה והלחות הטורליים הסדריים של Sensiron HT74. הוסיפו חיישן לחץ Freescale MPX (א) 4115 למדוד לחץ ברומטרי.רוצה להעביר נתונים אלה לרשת? כלול אותו באתר שלך, הצג אותו ב- Google earth או קבל עדכונים בקנה ה- RSS שלך? ראה הוראה זו על שילוב מכשיר זה עם מערכת התמיכה האחורית של syndicIT.com: