PC USB Merač relativne vlažnosti vlage i temperature vazduha – USBMTIV01

Revizija: 1.5
Datum: 15.05.2005.
OVAJ MALI UREĐAJ NAMENJEN JE DA SE KORISTI KAO MERAČ TEMPERATURE I RELATIVNE VLAŽNOSTI VAZDUHA SA PRIKLJUČKOM NA USB PORT RAČUNARA. TAKOĐE UREĐAJ NE ZAHTEVA DODATNO NAPAJANJE, VEĆ GA KORISTI SA USB PORTA. UPOTREBOM SOFTVERA NA PC RAČUNARU MOGUĆE JE VRŠITI I AKVIZICIJU MERENIH VELIČINA… OPTIMALNO KORIŠĆENJE UREĐAJA ĆE OSETITI KORISNICI LAPTOP RAČUNARA.

Ovaj uređaj predstavlja dosta unapređenu varijantu SHT11 PC merača temperature i relativne vlažnosti vazduha koga smo već publikovali na starnicama ePraktikum-a. Prateći trendove, odlučili smo da takav sličan uređaj ponudimo i u varijanti sa USB priključkom. Ovo nije jedina stvar koja ga čini različitim od prethodnih… Pogledajmo!
Ovaj uređan je zasnovan na nekoliko glavnih osobina:

  • Uređaj je veoma jednostavan za izradu
  • Baziran je na PIC18F2455 mikrokontroleru čime je isključena potreba za USB2RS232 konvertorima (FT232, PL2303… i slični)
  • Poseduje mogućnost priključenja SHT11 digitalne sonde za merenje temperature i vlažnosti i/ili KTY81-210 temperaturnog senzora
  • Indikacija stanja uređaja prikazana je LED diodom
  • Uređaj se na PC računaru pojavljuje kao COM port. Prikaz merenih veličina može se vršiti kako običnim terminal programom (Hyperterminal), tako i priloženom aplikacijom čime se dobija mnoštvo dodatnih funkcija

Opis uređaja:

Uređaj se bazira na jedinom čipu, mikrokontroleru PIC18F2455 (PIC18F2550). Ovaj mikrokontroler spada u naprednije serije Microchip PIC mikrokontrolera sa 24/32kb Flash memorije, 2kb RAM memorije i 256by DATA eeprom memorije. Ono što je specifično kod ovog mikrokontrolera je da poseduje USB port, čime je u potpunosti isključena potreba za dodatnim hardverom da bi se priključio na PC računar. Kako je USB port projektovan da se na njemu nalazi stabilisan napon od 5V, kojim se mogu napajati periferni uređaji sa malom potrošnjom, mi smo tu pogodnost u potpunosti iskoristili.

Slika 1 – Električna šema veza (klikom na sliku možete uvećati električnu šemu)

Kao što se sa šeme veza može videti uređaj pored samog mikrokontrolera ne sadrži mnogo komponenata. Kristal od 20Mhz čini glavni oscilator mikrokontrolera, R4 i R2 su komponente koje definišu naponske nivoe senzora SHT11, dok su R1 i R3 otpornici u sklopu analognog dela elektornike potrebnog za merenje temperature na KTY81-210 senzoru. Za ove otpornike poželjno je ugraditi metalfilm sa tolerancijom 1%. Ovde treba još skrenuti pažnju na kratkospajače JP1 i JP2, kojima podešavamo mod slanja podataka: za terminal ili za aplikaciju (JP1) odnosno da li je dozvoljena kalibracija merenja temperature senzora KTY81 (JP2). O tome nešto kasnije. Ledica LED1 vrši indikaciju ispravnog rada uređaja i to na sledeći način: ukoliko pravilno blinka uređaj je pravilno priključen na PC računar i drajveri su prisutni, ukoliko je blinkanje nepravilno softver na PC računaru komunicira sa uređajem. Ukoliko je LED1 konstantno upaljena ili ugašena uređaj nije aktivan, a razlog može biti kako nepostojanje instaliranih drajvera, tako i mogućnost da je PC računar u Sleep modu. (npr. kod laptop uređaja).

Napomena: Ukoliko se pažljivije zagleda šema veza, na portu B mikrokontrolera postoje izvodi LCD_D7…LCD_RS. Ovi pinovi su pri razvoju korišćeni za povezivanje 16×2 LCD-a (HD44780) na kome su paralelno prikazivani podaci od interesa i trenutno merenje veličina. Na kraju smo odlučili da ove izvode ostavimo, ukoliko nekome možda zatreba i ovaj vid prikaza, pored osnovnog na PC računaru. Ako se odlučite da povežete i LCD, nemojte zaboraviti da se on mora koristiti BEZ pozadinskog osvetljenja, u suprotnom uređaj će zahtevati mnogo veću struju sa USB porta što se ne preporučuje.

Hardware:

Uređaj se veoma jednostavno sastavlja, i ne zahteva nikakva hardverska podešavanja. Ukoliko je uređaj pravilno povezan i proveren od eventualnih grešaka, možemo ga povezati na PC računar. Znak da je uređaj funkcionalan je i detekcija novog hardvera odnosno zahtev Windows OS-a za drajverima. Štampanu pločicu namenjenu ovom uređaju dajemo u prilogu:

Slika 2 – Izgled štampane pločice za uređaj USBMTIV01

U Download sekciji možete preuztei zip arhivu sa nacrtima stampane pločice za ovaj projekat u pdf formatu

Firmware:

Za potrebe ovog uređaja napisane su rutine koje opslužuju USB periferiju, zatim LCD koji se opciono može priključiti za potrebe dodatnog prikaza merenja (na PORTB mikrokontrolera), komunikacione rutine za senzor SHT11, kao i rutine za opsluživanje AD konverzije i linearizaciju analognog senzora KTY81. Rutine su zbog svoje obimnosti zauzele većinu memorije mikrokontrolera, ali zahvaljujući velikom kapacitetu kako kodne tako i RAM memorije uređaj je u potpunosti urađen sa svim potrebnim zahtevima koje smo postavili u startu. Čak štaviše, ostalo je dovoljno mesta i za neke od budućih implemenatcija u samom firmveru. Ukoliko ste zainteresovani za isprogramirani mikrokontroler ili HEX fajl možete nas kontaktoirati na email ili pomoću kontakt forme na ovom linku…

Software:

Iako smo već pominjali SHT11 RTIV softver na PC računaru on je takođe morao da se izmeni. Njega smo do sada koristili za slične projekte, sa SHT11 senzorom, koji imaju konekciju na PC računar posredstvom RS232 porta (možete ih naći na ePraktikum sajtu). Sada je program sa daleko naprednijim opcijama, i poseduje prilagodljiv interfejs u zavisnosti od uređaja koji se koristi (prethodne verzije SHT11 RTIV uređaja ili USBMTIV01). U slučaju da je na računar povezan USBMTIV01 uređaj, pojavljuje se dodatna stranica sa podešavnjima namenjenim samo ovom uređaju. Sve ostalo u softveru je kompatibilno sa starijim verzijama softvera, koji su već prikazani.

Podešavanje uređaja:

Uređaj može raditi u dva moda pri komunikaciji sa PC računarom:
(1) ukoliko je JP1 kratkospojen, podatke sa uređaja možemo videti u bilo kom terminalu (Slika 3)
(2) ukoliko je JP1 otvoren, uređaj će komunicirati sa aplikacijom SHT11 RTIV software koju smo prethodno opisali.

Slika 3 - Komunikacija sa uređajem pomoću Terminala

Ukoliko imate potrebe da izvršite kalibraciju internog senzora (KTY81) potrebno je da JP1 kratkospojite.

Kada je uređaj završen kratkospajači podešeni, priključujemo ga na PC računar. Windows operativni sistem bi trebao da prepozna novi hardver i da zatraži drajvere. Drajvere za ovaj uređaj možete preuzeti ovde. Napomenimo da su drajveri za WinXP i Win2000. Ukoliko su vam potrebni za Win98SE ili WinME možete nam se obratiti na email. Pri završetku instalacije, u Controll panelu windowsa bi trebalo da se pojavi novi COM port. Sada je još potrebno startovati aplikaciju sa kojom će uređaj komunicirati, a u zavisnosti od kratkosapajača JP1. Ako je on otvoren potrebno je startovati SHT11 RTIV software i kliknuti na dugme [Search for DEVICE]. Nakon par trenutaka softver bi automatski trebao da pronađe na kom COM portu se nalazi uređaj i da započne komunikaciju.

Preostaje samo još da ukoliko imate potrebu za kalbracijom internog senzora KTY81 (upoređivajući temperaturu sa nekim fabričkim termometrom), podesite offset temperature. To možete uraditi na stranici USBMTIV01 u programu, jednostavnim unošenjem korekcione vrednosti sa prefiksom + ili -. Senzor SHT11 nije potrebno kalibrisati, jer je to već pri proizvodnji u samoj fabrici urađeno. Kada ste zadovoljni kalibracijom možete ukloniti JP2, čime se osiguravate da vrednost kalibracione konstante nećete neželjeno promeniti.

Ukoliko ima nekih nejasnoća javite se na: npejcic@www.epraktikum.iz.rs

MTIV RTIV software – Osnovna PC aplikacija namenjena USBMTIV01 uređaju
ver4.05: (10.10.2006)
(+) Ubačena mogućnost korekcije prikaza temperature.

SHT11 Client NODE software – Omogućava daljinski monitoring merenja putem LAN mreže
Noviteti u verziji 1.0:
(+) Inicijalna verzija – Nema podešavanja

SHT11 DTS View software – Omogućava prikaz DTS binarnih arhiva
Noviteti u verziji 1.4:
(+) Kompatibilnost sa ATIV DTS fajlovima pri čemu korisnik ima mogućnost da izabere i BrojZapisa
(+) Opcije Zoom+, Zoom-, Normal
(+) Poboljšane Print rutine

DOWNLOAD: 

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

34 − = 26

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>