SVET ELEKTRONIKE 37 9_2011 GENERALNI ZASTOPNIK ZA SLOVENIJO AX ELEKTRONIKA d.o.o. Pot heroja Trtnika 45, 1000 Ljubljana tel.: 01 549 14 00 internet: www.svet-el.si, e-mail: [email protected]BeeProg+ BeeProg+ je univerzalni programator naslednje generacije, ki se mu nadgrajuje le programska oprema in dodaja podpora novim komponentam. Posodobitve so brezplačne in sproti sledijo dogajanju na področju programabilnih elektronskih vezij. Mikrokontroler že ima vgranjeno USB periferijo, zato ne potrebuje USB- UART mostičnega integriranega vezja (FTDI in podobno). Uporabljena sta dva digitalna temperaturna senzorja DS18B20, za zunanjo in notranjo tem- peraturo. Na vezju je tudi napetostni regulator LM1117-5V 800mA, ki nam služi za zunanje napajanje (Max: 15V). Vezje deluje s taktom 16MHz (upo- rablja zunanji kristal), ki ga potrebuje mikrokontroler za delovanje USB ko- SAMOGRADNJE USB LCD Termometer ATmega32u2 Avtor: Luka Penger Avtor: Luka Penger E-pošta: E-pošta: [email protected][email protected]t Termometer uporablja mikrokontroler ATmega32u2 (TQFP32), uporabimo lahko tudi ATmega16u2, ampak priporočam uporabo mikrokontrolerja ATmega32u2, saj ima 32k Flash pomnilnika. USB (USB 2.0 Full-speed) periferija je namenjena tudi programiranju, saj ima mikrokontroler že naložen DFU bootloader. Programiramo ga s programom FLIP. To pomeni, da za programiranje ne potrebujemo AVR programatorja. munikacije. Na USB povezavah morajo biti vezani upori vrednosti 22ohm (+ / - 5%), saj služijo preprečevanju motenj. Za pravilno delovanje USB komunikaci- je ne smemo pozabiti na keramični kon- denzator Ucap 1μF (+ / - 10%) in elek- trolitski kondenzator 22μF. Vezje ima štiri tipke, HWB, Reset, tipka za vklop in izklop osvetlitve LCD prikazovalnika in tipka za vklop in izklop USB to Serial povezave. Za prikaz meritev je upora- bljen 16×2 LCD prikazovalnik. MERJENJE TEMPERATURE S SENZORJEM DS18B20 Za branje temperature je uporabljen senzor DS18B20. Temperaturni senzor 18B20 izdeluje podjetje Dallas semi- conductors. Merjenje temperature je možno v razponu od -55°C do +125°C z natančnostjo +/- 0,5°C (od -10°C do +85°C). Napajamo ga z napetostjo od 3,0V do 5,5V. Komunikacija s sen- zorjem je “1-Wire”, kar pomeni, da po eni liniji oz. vodilu (in masi) pošiljamo podatke v obe smeri, po določenem protokolu. Komunikacija je asinhrona in dvosmerna. Na vodilo lahko hkrati priključimo eno ali več 1-wire naprav. Vodilo mora biti v visokem logičnem stanju, zato moramo uporabiti upor vrednosti 4,7 kΩ, ki ga povežemo na napajalno napetost VCC. Vsak sen- zor ima tudi 64-bitno lastno serijsko številko, ki služi temu, da lahko na isto linijo oz. vodilo povežemo več senzor- jev in potem vemo od katerega prihaja podatek. Digitalni senzor DS18B20, omogoča izbiro resolucije 9 do 12 bitno merjenje temperature v °C. Prav
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Mikrokontroler že ima vgranjeno USB periferijo, zato ne potrebuje USB-UART mostičnega integriranega vezja (FTDI in podobno). Uporabljena sta dva digitalna temperaturna senzorja DS18B20, za zunanjo in notranjo tem-peraturo. Na vezju je tudi napetostni regulator LM1117-5V 800mA, ki nam služi za zunanje napajanje (Max: 15V). Vezje deluje s taktom 16MHz (upo-rablja zunanji kristal), ki ga potrebuje mikrokontroler za delovanje USB ko-
SAMOGRADNJE
USB LCD Termometer ATmega32u2Avtor: Luka PengerAvtor: Luka Penger
Termometer uporablja mikrokontroler ATmega32u2 (TQFP32), uporabimo lahko tudi ATmega16u2, ampak priporočam uporabo mikrokontrolerja ATmega32u2, saj ima 32k Flash pomnilnika. USB (USB 2.0 Full-speed) periferija je namenjena tudi programiranju, saj ima mikrokontroler že naložen DFU bootloader. Programiramo ga s programom FLIP. To pomeni, da za programiranje ne potrebujemo AVR programatorja.
munikacije. Na USB povezavah morajo biti vezani upori vrednosti 22ohm (+ / - 5%), saj služijo preprečevanju motenj. Za pravilno delovanje USB komunikaci-je ne smemo pozabiti na keramični kon-denzator Ucap 1μF (+ / - 10%) in elek-trolitski kondenzator 22μF. Vezje ima štiri tipke, HWB, Reset, tipka za vklop in izklop osvetlitve LCD prikazovalnika in tipka za vklop in izklop USB to Serial povezave. Za prikaz meritev je upora-bljen 16×2 LCD prikazovalnik.
MERJENJE TEMPERATURE S SENZORJEM DS18B20Za branje temperature je uporabljen senzor DS18B20. Temperaturni senzor 18B20 izdeluje podjetje Dallas semi-conductors. Merjenje temperature je možno v razponu od -55°C do +125°C z natančnostjo +/- 0,5°C (od -10°C do +85°C). Napajamo ga z napetostjo od 3,0V do 5,5V. Komunikacija s sen-zorjem je “1-Wire”, kar pomeni, da po eni liniji oz. vodilu (in masi) pošiljamo podatke v obe smeri, po določenem protokolu. Komunikacija je asinhrona in dvosmerna. Na vodilo lahko hkrati priključimo eno ali več 1-wire naprav. Vodilo mora biti v visokem logičnem stanju, zato moramo uporabiti upor vrednosti 4,7 kΩ, ki ga povežemo na napajalno napetost VCC. Vsak sen-zor ima tudi 64-bitno lastno serijsko številko, ki služi temu, da lahko na isto linijo oz. vodilo povežemo več senzor-jev in potem vemo od katerega prihaja podatek. Digitalni senzor DS18B20, omogoča izbiro resolucije 9 do 12 bitno merjenje temperature v °C. Prav
38 SVET ELEKTRONIKE 9_2011
Slika 2: Razpored pinov za Atmega32u2.
tako ima alarm funkcijo, katera se vk-lopi (senzor pošlje svojo indentifikaci-jsko številko), ko temperatura pride izven naprej določenih meja. Senzor pretvori temperaturo v 12-bitno digi-talno besedo, vsakih 750ms. Besedo moramo z določenim algoritmom pretvoriti v željeno obliko.
Temperaturni senzor DS18b20 je na voljo v različnih ohišjih, kot so: TO-92, SO-8 in μSOP-8. Shema je narisana v programu Altium Designer 10.
TISKANO VEZJEVezje je dvostransko, velikost je enaka velikosti LCD plošče in znaša 37x80mm. Na njem so vsi elementi, vključeno z LCD prikazovalnikom, tipkami in konektorji. Elementi so razporejeni na notranji strani vezja, vključeno z USB in napajalnim konek-torjem. Notranjost vezja je hitro dosto-pna, saj odvijemo 4 vijake in snememo LCD prikazovalnik.
Domača izdelava tiskanega vezja ni kaj posebnega in je izvedljiva. Vij je zelo malo in se jih da lepo zaspajkati.
SESTAVLJANJENajprej prispajkamo vse manjše SMD elementje, upore, kondenzatorje, mikrokontroler in napetostni regula-tor. Šele potem se lotimo spajkanja večjih elementov, USB konektor, na-
pajalni konektor, tipke in letvice. Pri spajkanju mikrokontrolerja je treba biti pozoren, da je pravilno obrnjen in da ni kratkih stikov. Paziti je potrebno tudi na polariteto elektrolitskih kon-denzatorjev.
POZOR
Ohišje od USB konektorja je prevodno in je na njem masa (GND). Na konek-tor je potrebno nalepiti izolacijsko folijo, zato da ne bo kratkega stika med USB konektorjem in LCD prikazovalnikom.
SAMOGRADNJE
40 SVET ELEKTRONIKE 9_2011
Slika 7: Shema
SAMOGRADNJE
SVET ELEKTRONIKE 419_2011
Slika 11: Tiskano vezje.
KAKO SE POVEZATI NA MIKROKONTROLER (DFU MODE)?Najprej priklopimo vezje (mikrokon-troler) na USB, preklopiti moramo v način programiranja preko USB vmesnika (DFU mode). To naredimo tako, da pritisnemo tipko HWB in na kratko pritisnemo še tipko RESET. Nato tipko HWB spustimo. Računalnik bo prepoznal mikrokontroler in namestil gonilnike. Gonilnike za mikrokontroler lahko tudi prenesete spodaj.
Ko so gonilniki nameščeni v Flipu
Slika 8: Zgornja stran vezja. Slika 9: Spodnja stran vezja.
Slika 10: 3D slika vezja.
37
80
kliknemo ikono
in izberemo mikrokontroler, ki ga uporabljamo. Povežemo se tako, da kliknemo ikono
in kliknemo Open. Tako smo Flip povezali z mikrokontrolerjem.S klikom Run pretočimo program v mikrokontroler. Če je mikrokontroler pravilno sprogramiran se morajo pri kljukicah pojaviti zeleni krogi.
Da program tudi zaženemo pritis-
nemo in spustimo tipko RESET.
FUNKCIJA OSVETLITVE OZADJA Na vezju je NPN tranzistor BC817 v
T51prog2T51prog2 je programator je zmožen podpirati programiranje
vseh v tem trenutku znanih mikrokontrolerjev MCS51 serije
(do 40 pinov) in AVR mikrokontrolerjev (8-40 pinov)
z uporabo paralelnega in serijskega algoritma.
SAMOGRADNJE
42 SVET ELEKTRONIKE 9_2011
Slika 13: NPN tranzistor (Q1) za osvetljitev.
SAMOGRADNJE
PP99N-SE
PP101N-SE
PP101N-SE
PP68N-SEPP26N-SEPP5N-SEPP66N-SE
PP69N-SE
PP49N-SE
PP79N-SE
OHISJAZA VSE IN VSAKOGAR
za ohišja je možna
obdelava sprednje
in zadnje stranice
www.svet-el.sisi
wwww.svet-el.siwww.svewww.svewww.svet-el.si
Slika12: Tiskano vezje.
SOT-23 ohišju s katerim krmilimo na-pajanje za osvetlitev LCD prikazoval-nika. S tipko backlight vklopimo in
izklopimo osvetlitev LCD prikazovalnika. Termom-eter ima možnost izklopa in vklopa USB to Serial povezave s tipko USB. Program za mikrokon-troler je napisan v C pro-gramskemu jeziku, v pro-gramu za programiranje AVR Studio 4. Sistem je zgrajen iz glavnega pro-grama, v katerem se v neskončni zanki izvaja iz-
pis izmerjene notranje in zunanje tem-perature.
USBTOSERIAL IN PROGRAMKo smo sprogramirali mikrokontroler, priklopimo vezje na USB. Računalnik bo avtomatsko zaznal napravo Flash-Electronics USB, potrebno je names-titi gonilnik FlashElectronics_DRIVER.inf. Ko smo ga uspešno namestili, se vam bo v Device Manager (Upravitelj naprav) pokazala naprava FlashElec-tronics USB (COMx). Sedaj samo še
SVET ELEKTRONIKE 439_2011
Slika 14: Osvetljitev LCD-ja vključena.
Slika 15: USB to Serial Dicsonnected.
Slika 16: USB to Serial Connected.
Slika 17: Prikaz na zaslon.
Slika 18: Upravitelj naprav.
Slika 19: FlashElectronics USB program. 3D slike so narisane v brezplačnem programu Google SketchUp.
SAMOGRADNJE
osvetlitve LCD zaslo-na. Program tudi shranjuje tempera-turo v mapo Temper-ature, program mapo ustvari sam. Tempera-ture se začnejo shran-jevati, ko kliknemo gumb OPEN. Da zaključimo shranje-vanje moramo klikniti gumb CLOSE. Shran-juje na 10 sekund. Program zapisuje temperaturo s časom vsakih 10 sekund. Program je narejen v programu Visual Stu-dio (vb.net).
zaženemo program FlashElectronics.exe in izberemo port.
Program deluje na Windows 7, Vista in XP. V polju izberemo COMx port in kliknemo gumb OPEN, za osvežitev portov kliknemo gumb R. Program nam prikazuje notranjo in zunanjo temperaturo, čas in datum, in status