AVT 5330

AVT
5330
8-kana³owy termometr do PC
Elektroniczny termometr wielopunktowy
z interfejsem USB
Urz¹dzenia do mierzenia i rejestrowania parametrów za pomoc¹ komputera PC ciesz¹ siê nies³abn¹cym
zainteresowaniem Czytelników. Prezentowany termometr ma interfejs USB, przez który
komunikuje siê i pobiera zasilanie, a pomiary wykonuje za pomoc¹ a¿ 8 czujników z
interfejsem 1-Wire. Ma nieskomplikowan¹ konstrukcjê i wykonano go z ³atwodostêpnych
podzespo³ów.
Rekomendacje: termometr przyda siê w uk³adach
automatyki, zw³aszcza tych sterowanych za pomoc¹
komputera PC lub po prostu do pomiaru temperatury w
wielu lokalizacjach.
W³aœciwoœci
• komunikacja i zasilanie poprzez port USB.
• wspó³praca z oœmioma czujnikami DS1820, DS18S20, DS18B20 (w zestawie 2 czujniki)
• automatyczne rozpoznawanie typu czujnika dla ka¿dego kana³u.
• zakres pomiaru temperatury –55...+125OC z rozdzielczoœci¹ 0,1OC (0,5OC).
• opcjonalna rejestracja pomiarów wraz ze znacznikiem czasu.
• pomiary automatyczne co 2 sekundy lub wyzwalane za pomoc¹ sygna³u zewnêtrznego.
• zasilanie: 5VDC (z portu USB)
Opis uk³adu
Schemat ideowy termometru pokazano na rysunku 1. Urz¹dzenie ma nieskomplikowan¹ budowê, nieodbiegaj¹c¹ od
budowy podobnych urz¹dzeñ tego typu. Interfejs USB zbudowano przy u¿yciu uk³adu FT232R, dziêki któremu
zachowano prostotê konstrukcji i mo¿liwoœæ wspó³pracy z ró¿nymi systemami operacyjnymi (Windows, Linux, MacOS).
Po stronie mikrokontrolera komunikacja odbywa siê przez interfejs UART. Ka¿dy czujnik jest po³¹czony z
mikrokontrolerem za pomoc¹ niezale¿nej linii danych. Dziêki temu pomiary i komunikacja odbywaj¹ siê równoczeœnie
ze wszystkimi czujnikami. Mimo ¿e w takiej konfiguracji zbêdne jest operowanie identyfikatorami uk³adów na linii 1Wire, to identyfikatory te s¹ pobierane w celu rozpoznania typów uk³adów. Dzieje siê to zaraz po za³¹czeniu zasilania
mikrokontrolera. Jako pierwsza jest wysy³ana komenda 0x33, czyli ¿¹danie 64 bitowego identyfikatora uk³adu. Pierwsze
8 bitów to tzw. family code. Okreœlaj¹ one typ uk³adu. Wartoœæ 0x28 odpowiada uk³adom DS18B20, natomiast 0x10
uk³adom DS18S20 i DS1820. Ró¿ni¹ siê one rozdzielczoœci¹ pomiaru i sposobem prezentowania wyniku. Rozdzielczoœæ
O
O
wyników wynosi 0,5 C dla uk³adów 1820 i 18S20, a dla 18B20 jest zaokr¹glana do 0,1 .
Rezultat wysy³any jest w postaci linii tekstu ASCII, która zawiera osiem wartoœci temperatur w postaci „Tx=-xx.x'C „.
D³ugoœæ transmitowanego ci¹gu znaków jest sta³a, niezale¿na od wartoœci zmierzonej temperatury. U³atwia to dalsz¹
obróbkê danych np. za pomoc¹ arkusza kalkulacyjnego. Brak danego czujnika powoduje wyœwietlenie znaków
podkreœlenia w miejscu, w którym by³by normalnie umieszczony wynik pomiaru temperatury (np. „T1=-__._'C”).
Opcjonalnie, gdy bêd¹ zwarte wyprowadzenia z³¹cza JP2, wynik pomiaru zostanie poprzedzony lini¹ zawieraj¹c¹
numer pomiaru (w zakresie do 65535) i czas, który up³yn¹³ od momentu rozpoczêcia pracy urz¹dzenia (w zakresie
do 255 godzin, 59 minut 59 sekund).
AVT5330 8-kana³owy termometr do PC
1
USB+
UART
Mikrokontroler jest taktowany rezonatorem o czêstotliwoœci 7,3728 MHz, dziêki któremu przy u¿yciu sprzêtowego
licznika TIMER1 uda³o siê uzyskaæ sygna³ zegarowy 1Hz. Gdy bêd¹ zwarte szpilki JP1, pomiary bêd¹ wykonywane
automatycznie co 2 sekundy, natomiast przy braku zwory pomiar wykonywany bêdzie tylko na ¿¹danie, po
odebraniu komendy ASCII „>T”
US1
FT232R
1
2
3
4
+5V
1
2
3
4
R14 47
16
15
TXD
VCCIO
VCC
RXD
USBDP
RTS
CTS
DTR
DSR
DCD
RI
GND3
RXD
3
11
2
9
10
6
TXD
R13 47
R16 47*
RTS
CTS
R17 47*
+5V
GND
23
22
13
14
12
26
18
7
25
C8
10nF
GND2
3V3OUT
21
17
CB0
CB1
CB2
CB3
CB4
GND1
NC
RESET
NC1
OSCI
OSCO
AGND
8
19
24
27
28
R11 47
5
USBDM
R15 47
CON1
USB
1
TEST
4
20
GND
US2
R1 1k
+5V
C6
22pF
C7
22pF
CL6
+5V
1
4
Q1
5
20
10
IO1
RESET
(SCK)PB7
(MISO)PB6
(MOSI)PB5
PB4
(OCI)PB3
PB2
(AIN1)PB1
(AIN0)PB0
XTAL2
XTAL1
VCC
GND
(ICP)PD6
(T1)PD5
(T0)PD4
(INT1)PD3
(INT0)PD2
(TXD)PD1
(RXD)PD0
LED2
R7 1k
LED1
P_ON
19
18
17
16
15
14
13
12
IO1
IO2
IO3
IO4
IO5
IO6
IO7
IO8
11
9
8
7
6
3
2
CF1
CF2
P_ON
RTS
CTS
TXD
RXD
IO2
IO3
IO4
IO5
IO6
IO7
2
4
6
8
10
12
14
16
1
3
5
7
9
11
13
15
CON2
IO8
GND
+ C3 + C4
100nF 10uF
10uF
+5V
GND
JP1
CF2
2
C2
IO8
IO7
IO6
IO5
IO4
IO3
IO2
IO1
JP2
1
100nF
L1
2,2k
2,2k
2,2k
2,2k
2,2k
2,2k
2,2k
2,2k
2
C1
R2
R3
R4
R5
R6
R8
R9
R10
1
+5V
10uH
USB+
CF1
ATTINY2313
GND
GND
Rys. 1 Schemat ideowy 8-kana³aowego termometru z interfejsem USB
2
AVT5330 8-kana³owy termometr do PC
Monta¿ i uruchomienie
Schemat monta¿owy termometru pokazano na rysunku 2. Urz¹dzenie zmontowano na dwustronnej p³ytce drukowanej.
Czynnoœci monta¿owe s¹ typowe i nie wymagaj¹ komentarza.
Po do³¹czeniu uk³adu do komputera nale¿y zainstalowaæ sterowniki ze strony www.ftdichip.com. Wyniki pomiarów mog¹
byæ wyœwietlone w dowolnym programie typu terminal, parametry komunikacji: 19200, n, 8, 1, bez kontroli przep³ywu.
Czujniki do³¹czamy do uk³adu za pomoc¹ przewodu taœmowego z przymocowanym z³¹czem Z-FC16 z jednej strony i z
przylutowanymi czujnikami z drugiej. Przewody o numerze nieparzystym to linie 1-Wire, które ³¹czymy ze œrodkowymi
pinami uk³adów DS18xxx. Przewody parzyste to masa, któr¹ ³¹czymy do obu pinów zewnêtrznych. Uk³ad przeszed³
pozytywnie testy z takim przewodem o d³ugoœci 30 m. Przyk³adowe wyniki pomiarów pokazano na rysunku 3.
Rys. 2 Schemat monta¿owy 8-kana³aowego termometru z interfejsem USB
Rys. 3 Przyk³adowe wyniki pomiarów na ekranie programu BrayTerminal+.
1
16
1
16
1W
GND
1W
GND
1W
GND
Rys. 3 Sposób do³¹czenia czujników
AVT5330 8-kana³owy termometr do PC
1W
GND
1W
GND
1W
GND
1W
GND
1W
GND
1W
3
Wykaz elementów
Rezystory:
R2...R6, R8...R10:..........................................................2,2kW (805)
R1, R7:..............................................................................1kW (805)
R11, R13, R14, R15:.........................................................47W (805)
R16, R17: ....................................................................nie montowaæ
Kondensatory:
C1, C2, C8: .....................................................................100nF (805)
C6, C7: .............................................................................22pF (805)
C3, C4:............................................................1...10mF/16V (SMD A)
Pó³przewodniki:
US1: ...................................................................FT232RL (SSOP28)
US2:..................................................................Attiny2313 (SOIC20)
LED1, LED2:.................................................LED 3mm lub LED SMD
2 Czujniki:.........................................................DS1820 lub podobne
Q1:........................................................................kwarc 7,3728 Mhz
Pozosta³e:
L1: ............................................................................1...10mH (SMD)
CON1: ........................................................................Gniazdo USB B
CON2: ..............................................Z³¹cze Z-WS16W+ wtyk Z-FC16
JP1, JP2: .........................................................Goldpin 1x2 + jumper
Przewód przewód p³aski 16 pin
Rys. 5 Przyk³ad zabezpieczenia czujnika za pomoc¹ rurki termokurczliwej
Zestaw powsta³ na podstawie projektu o tym samym tytule opublikowanego w Elektronice Praktycznej 02/12
www.ep.com.pl
Oferta zestawów do samodzielnego monta¿u dostêpna jest na stronie internetowej www.sklep.avt.pl
Producent:
AVT-Korporacja sp. z o.o.
tel.: (22) 257-84-50 ul. Leszczynowa 11
fax: (22) 257-84-55 03-197 Warszawa
4
Dzia³ pomocy technicznej:
tel.:(22) 257-84-58
[email protected]
AVT5330 8-kana³owy termometr do PC