Termometer na USB vodilu (načrt, vezja, izkušnje in slike) :P

Že v naprej se opravičujem za s/z člene, da ne bo komentarjev na to...
********************
Po uspešni izdelavi USB IR sprejemnika sem poln elana in navdušenja, ker mi je nekaj uspelo sestavi, šel googlat za novimi načrti, ki bi jih celo sam zmožen bil sestavit.

Bodisi so prekomplicirani ali pa uporabljajo čudne čipe (vse kar ni od Atmela ). Ustavil pa sem se na neki strani napisani v ruščini in v grabljicah, kjer se je malce nižje od začetka strani bohotila slika vezja s slavnim AT90S2313 čipom, ki je starejši brat čipa AT90S2323, kar sem uporabil v načrtu ir sprejemnika. Stran g. Denis Nechitailov lahko tusi sami preberete tukaj oziroma v šlampasti angleščini googlovega prevoda. Denis si je ustvari lasten USB termometer, ga zvezal na USB vodilo in kolikor sem razbral ga uporabil v programu za CB postaje (radioamaterstvo?). Nimam pojma zakaj. Verjetno iz istega razloga kot jaz... iz firbca če deluje.

Vzel je kodo mjoy naprave, za priklop lastne igralne naprave na USB vodilo, jo priredil, napisal svoj program in vse skupaj v ruskem jeziku objavil na svoji strani. Tudi kodo in firmware, boste dobili tam.

Iz sledeče skice:



sem izdelal svojo, glede na zmožnost postavitve elementov na testno ploščico in nastalo je sledeče vezje:



Sestavljeno zadeva izgleda takole:

Spredaj:


Zadaj:


V škatli spredaj:



V škatli zadaj:


Postopek izdelave je bil sledeč:

Najprej sem šel v nakup elementov. Na Denisovi strani piše, da naj bi zadeva delovala tudi s ATTiny čipi in ker nisem dobil nikjer več starega AT90S2313 lčipa sem vzel čip ATTiny2313-20PU, ki je tudi cenejši in skoraj identičen. Drugi glavni element vezja pa je temperaturni senzor. Denis pravi da naj bi delovalo vezje s DS18B20 ali DS18S20 senzorjem (objavil je tudi dva firmwara, glede na senzor). Ker DS18S20 nisem nikjer našel, sem kupil starejši model DS18B20. Ostali elementi so standardni.

Stroški:

1x DS18B20 temperatorni senzor (ali DS18S20) (2.34€)
1x Atmel ATTiny2313-20PU mikrokontroler (2.36€)
2x podnožje 20 pin (1x za programator) (0.30€)
1x 1.5k upor (0.03€)
1x 4.7k upor (0.03€)
2x kvarz 12Mhz (1x za programator) (0.8€)
2x 15 pF kondenzator (0.1€)
1x 100 nF kondenzator (0.05€)
1x 10 uF kondenzator (0.05€)
************************************
Skupaj: 6.06€

Veliko ceneje kot 28€ za komercialni produkt. Temperaturni senzor sem kupil v IC, ostalo pri HTE. Vse preko interneta, tako da na to ceno je treba dat še precej poštnine. Ampak če ste kje blizu doma, boste brez poštnine pa še zmigali se boste.

Programator:
Enako kot pri IR sprejemniku sem naredil najbolj enostaven programator. Na linije čipa gredo sledeče LPT žičke:

vcc = 2, 3, 4, 5
reset = 7
sck = 8
mosi = 9
miso = 10

Sestavljeno zadeva izgleda takole:

Spredaj:


Zadaj:


Vse povezave je treba 3x preverit! Napačna vezava lahko uniči LPT port ali v najslabšem primeru osnovno ploščo! Vsaj tako piše avtor na svoji strani. Piše tudi, da je treba dat neke upore vmes. No. Jaz jih nisem in isto deluje
Zoper sem programiral s programom AVRDude in sicer s tole vrstico (ZA ATTINY2313 MODEL!!!):

avrdude.exe -p t2313 -c bsd -U flash:w:usbthermb.hex:i -U lfuse:w:0xcf:m

Če imate original AT90S2313 čip potem naj bi bil dovolj samo ta ukaz:

avrdude.exe -p t2313 -c bsd -U flash:w:usbthermb.hex:i

V kolikor imate DS18S20 čip potem zamenjajte HEX datoteko s usbtherms.hex.

Pri ATTiny2313 so zelo pomembne FUSE nastavitve bitov, ki določajo kako naj čip deluje. Nevešč in z mislijo da je treba probat, da vidiš če deluje sem z napačno nastavitvijo fuse bitov zaklenil čip, tako da ga ne morem več sprogramirat oziroma mi ga programatar sploh ne najde. Zato pazljivo glede tega! K sreči sem zopet vse kupoval dvojno. Tudi temperaturni senzor, ki sem ga po murphiju narobe priklopil in sem ob prvi priključitvi vezja na USB videl lep temen dim in čudovito aromo po sežigaju plastike. Zato pazljivo pogledat kakšna je prava razporeditev nogic na teh senzorjih!

Po iskanju pravih nastavitev (hvala VolkD in pa google) sem ob priklopu doživel, da je Windows našel novo napravo (Termometer) in... NI vprašal za gonilnike. To pa zato, ker je program v čipu napisan tako, da izkorišča HID USB tehnologijo, kot jo izkoriščajo miške, joysticki, tipkovnice,... Kar pomeni da ne potrebuješ nobenih gonilnikov. Ko je napravo našel sem zagnal Denisov program in dobil tole:



Uspeh!

Ker sem programer sem šel gledat kako ta program deluje. Koda je vzeta iz nekega drugega USB termometra zato je precej nametana, ker ja Denis samo dodajal svoje stvari. Najbolj me moti to, da naj bi senzor zaznal do 0.5 natačno, njegov program pa prikazuje samo cele številke. Poleg tega ima lep pogoj, da naj ne izpiše temperaturje, če je manjša od nič. Sam bi rad postavil senzor zunaj in ko bom prižgal PC mi bo izpisal zunanjo temperaturo.

Zato sem že v polnem zagonu, da napišem program od začetka v C++ Builderju, kjer najraje programiram. Bomo videli kako bo šlo. Bom pa kodo objavil tu, če me ne bo kdo prehitel.

Njegov program si beleži temperaturo v txt datoteko, ampak ob spremembi prepiše vrednost. Sam bi rad, da mi logira vsako spremembo in to log datoteko, lahko potem uporabim kje drugje (PHP in izdelava grafa, itd.)

Kakšno vprašanje?

Hmm. Če te prav razumem zaokroža čip in ne njegov program? Zanimivo. Se ravnokar matram s programom in vedno dobim ven dva bajta. Npr.:

2A 01 -> 42 + (01 manjše/manjše 8) = 42 + 256 = 298 - 273 = 25 stopinj

manjše/manjše je kolikor vem shift left. Zakaj to naredi ne vem. In zakaj končnemu rezultatu odšteje 273 tudi nimam pojma. Ampak tako dela njegov program in zaenkrat sem identično naredil še v mojem. Zaenkrat izgleda zadeva takole:



S TChartom se še precej lovim. Če ga kdo obvlada naj me kontaktira na privat.

Glede samplov. Sem jih naročil par tednov nazaj pa jih še nisem dobil. 2x B in S model torej skupaj štiri. Zato sem jih šel kupit v IC.

Ohišje sem kupil pri HTE. Stane 0,69€. Odlično se prilega vezju. Istega sem uporabil že pri IR sprejemniku. Samo luknji zvrtam na obeh straneh.

Če je kdo tu, ki bi mi lahko pomagal pri preprogramiranju, tako da bi lahko v polno izkoristil natančnost senzorja, naj se mi prosim javi.

Aha! Imaš prav. Sam sem iskal povezavo s fahrenheiti . Še vedno pa bi se rad prepričal zakaj je programsko natančen samo na 1.0 namesto v decimalke, kot je senzor zmogljiv.

Verjetno se da. Rabiš samo implementirat HID. Tule je ena zanimiva stran glede tega.

zcetr:

Kontaktiral sem avtorja vezja in dobil sledeči odgovor:

I have made a 1 degree resolution just to fit into the standard HID
thermometer specification. Ideally, any software that can read data
from the HID thermometer can work with my device. But there is no such
a software! ;-)

You may re-write the HID descriptor table to pass any data in a
non-standard format.

To da takšnega softwarja nima prav, ker sem ga enostavno sam spisal. So dve variatni kako priti do HID naprav. Preko DDK header fajlov (to kar on uporablja) ali s posebnim dodatkom (za Delphi in C++ Builder) imenovanim Human Interface Device controller suite. Slednje sem tudi sam uporabil in rezultat je tista slikca programa. Ampak trenutne vrednosti so identične, ki ji jih dobim tudi s njegovo kodo, torej zaokrožene in pa kot kaže v kelvinih. Izvorno kodo bom objavil, samo da porihtam, da mi pravilno riše graf. Je zelo zelo kratka .

zcetrt: Če se kaj spoznaš na assembler, bi mi bil pripravljem pomagat spremenit firmware kodo, tako da bi podatki iz senzorja ostali nespremenjeni in bi jih potem programsko sam pretvarjal? Če je čip tega zmožen, ne vem zakaj ga ne bi izkoristil .

V tem delu se potrjujejo moje zle slutnje o neupoštevanju dela informacije o izmerjeni temeraturi.

andi temp0, 0b11110000
andi temp1, 0b00000111
or temp0, temp1
swap temp0

Z maskami ubije nekaj bitkov, podatek pa nato stlači v en bajt. O delu kode, ki je napisan zgolj zaradi USB komunikacije nimam pojma, saj je preobširna, da bi se poglabljal vanjo in še spisana za mikrokontroler, ki ga ne poznam. O HID-u si bom prebral link, zaenkrat ne vem za kaj se gre... Iz kode pa sklepam (nekaj komentarjev in imen spremenljivk), da se device predstavi kot joystick. Kateri podatki in kako se torej pošiljajo preko USB-ja ne vem, zato kode ne znam spremeniti tako, da bi bila resolucija večja. Poslati bi moral namreč 2 bajta podatkov, tu pa se očitno pošlje le en bajt, ki nosi informacijo o temperaturi. Se bom pa spravil pisati to aplikacijo s PICem, ki ima USB podporo. Ampak ne pričakujte prav kmalu, saj nimam pojma o okenskem programiranju.

Visual Studio torej. Kaj pa Visual Basic?

Imaš prav. Tu se začne branje in je različno glede na senzor (B ali S model).

; Read

rcall Reset1Wire
ldi temp2, 0xCC ; Skip ROM
rcall ReadWrite1Wire
ldi temp2, 0xBE ; Read
rcall ReadWrite1Wire

ldi temp2, 0xFF
rcall ReadWrite1Wire
mov temp3,temp2

ldi temp2, 0xFF
rcall ReadWrite1Wire

.ifdef DS18B20

; 12-bit resolution

subi temp3, low(-0b00001000) ; add 0.5
sbci temp2, high(-0b00001000)

andi temp3, 0b11110000
andi temp2, 0b00001111
or temp3, temp2
swap temp3


ldi temp2, 0
sbrc temp3, 7
ldi temp2, 255
.else

; 8-bit resolution

subi temp3, low(-1) ; add 0.5
sbci temp2, high(-1)

lsr temp3
bst temp2,0
bld temp3,7

.endif

subi temp3, low(-273)
sts JoyVal, temp3
sbci temp2, high(-273)
sts JoyVal+1, temp2

Jao. Tole ni niti približno podobno X86 tehnologiji . Verjetno tu tudi prišteje 273, ki jih potem v programu odšteje. Se komu kaj več sanja, kako popravit ta del, da pusti LSB in MSB pri miru, ter pošlje naprej takšen kot je?

Za dostop do HID naprav preko Visual Basica si poglej to povezavo.

+1 -> eniški in/ali dvojiški kompliment (ne vem na pamet, pa bi moral )

Oba bereta direktno iz senzorja in pri obeh ni nikjer source od firmwara, ki se ga naloži na Atmel čip. Problem pri meni pa je, da v tem vezju senzor javlja atmel čipu, ki naredi čira čara in potem to posreduje dalje. Vse kar bi radil poštudirat, je to da se čira čara (pravilno) odstrani in pusti oba bita tako kot sta. Nesprememnjena bi že sam potem obdelal, kot sem pokazal v prejšni C kodi.

Drugače pa zelo zanimivo branje. Da. Tile AVR čipi so res ratali popularni.

meni ni jasno, kaj čara tule:

subi temp3, low(-273)

od 8 bitnega registra namreč odšteva vrednost večjo (manjšo:) od samega registra
tudi tisti "low" ne vem kaj počne. Operacija na spodnjem nibble-u mogoče? samo potem še je bolj nesmiselno odštevanje 273

drugače pa se vidi v programu, da je najprej poskusil brez tega čira čara, potem pa je stvar zakomentiral, ter napisal čarovnijo.

ps:

Tukaj ti bodo sigurno se najbolj pomagali ;)

ti vrneta 16 bitov ja, registri pa so 8-bitni.
zato pa potem maskira zgornje in spodnje 4 (registra r17 in r18 - temp3, temp2), nato z operacijo or spravi vse v en register, na koncu pa zamenja nibble-a tega registra (spodnje in zgornje 4 bite). To je že tako nekdo prej razložil. Zakaj potem vpiše 0 oz. 255 v temp2 v odvisnosti od 7 bita v temp3 je že vprašanje.
Tisto odštevanje, pa je že znanstvena fantastika...

Prejmem tri bajte. Ko naredim read dobim sledeče bajte v bufferju:

00 2C 01

oziroma v moje programu samo dva. Recimo

2C 01

in potem čira čara (funkcija za branje in pretvorbo):

AnsiString str;
char *ch;

ch = (char *) Data;

temp = (short)ch[0]+ ((short)ch[1] (manjse manjse) 8) - 273;
str.sprintf("%i °C", temp);

if (temp > 0)
Temp->Font->Color = clRed;
else if (temp < 0)
Temp->Font->Color = clBlue;
else
Temp->Font->Color = clGray;

Temp->Caption = str;

Torej je 2C 01 = 27°C

In kolikor vidim dobim dva bajta! Točno toliko kolikor naj bi senzor vrnil.

Vem ja, ker to je koda iz mojega programa .

Prvi dobljeni bajt je vedno nula. V bistvu dobim samo dva prava s vrednostjo.

Zelo, zelo, zelo blizu!

Bajti ki jih sedaj dobim se menjajo če samo dihnem na senzor. Edini problem je ker sta oba bajta enaka. Npr:

< 00 BE BE 00
< 00 C3 C3 00
< 00 C3 C3 00
< 00 C8 C8 00
< 00 C8 C8 00
< 00 C8 C8 00
< 00 CE CE 00
< 00 CE CE 00
< 00 D2 D2 00
< 00 D2 D2 00

Kar mi pomeni, da en bajt v redu pošlje, drugi pa se nekje izgubi oziroma prepiše s prvim. Še kakšna ideja? Sem pripravljen vse probat

Neverjetno ampak kot kaže deluje! Trenutno sem zadevo napeljal skozi okno ven, ampak ni dovolj hladno, da bi prišel do negativne vrednosti. S tem izračunom mi sedaj izračuna temperaturo:

temp = (((ch[1] & 0xFF) (manjše/manjše) 8) + (ch[0] & 0xFF)) * 0.0625;

Na žalost mi laptop ne zazna naprave. Po moje zaradi prenizke napetosti USB-ja v laptopu. Imam pa doma vse dele za izdelavo drugega senzorja, le še senzor mi fali in iskreno upam, da mi jih bodo poslali kot sample. Bom pa dodal na obe USB liniji 68 ohmska upora. Nekje sem bral, da sta zelo pomembna pri tem, da ti PC spozna napravo in mogoče mi zato laptop ne prepozna zadeve. Torej bo novo vezje sledeče:



Če se bo obneslo bom videl, ko dobim senzorje. Me pa matra. In to toliko, da bi kar danes že naročil senzor pri IC . Če mi zadeva zadela na laptopu, grem lahko kamorkoli in zmerim temperaturo.

Če se bo kdo lotil tega vezja naj proba najprej po tem novem vezju s 68 upori na obeh data linijah USB-ja. Kvečemu lahko izboljša napravo.

PS: Kako naj naredi, da mi pokaže 2x znak manjše? Forum mi ne pusti.

Trenutno mi kaže:



Še link do nove firmware datoteke v HEX formatu.

no vidis, pa imas cel scratchpad :D super narejeno ;)

@channel
probaj se pri svet elektronike. Kakor vem so jih tam imeli(vsaj S verzijo). Drugace pa kar sample narocilo na maxim. Dobis v cca. 10 dneh po posti v nabiralnik. Vsaj jaz sem ze tako dobil precej robe :)

probaj tukaj dobit malce vec informacij o programiranju kvazi vremenske postaje ;)

Klik

btw ima smisla rezultat prikazovat na 4 decimalke?

absolutna tocnost senzorja je itak ranga +-0.5 sotpinj

Saj sem napisal, da bom v program dodal možnost zaokroževanja na 1-4 decimalke.

Na žalost se na COM port prav nič se spoznam. Mogoče ti bo kdo drug znal pomagat.

Kako to misliš, da je S švohnej?

Ni čisto res. Je pa res, da je treba po temperaturo iti na scratchpad, kjer se najde še dodatek 4 bitov za boljšo natančnost. B ima pa že privzeto 12 bitov za podatek o temperaturi.
Sam sem napisal kodo tako, da najprej preberem družino senzorja (tudi piše v scrathpadu), nato se pa pač primeren postopek za branje temperature izvede.

neoto: No to pa nisem vedel. Še vedno je potem B boljši, ker drugače bi morali popravljat firmware, kot ga je prvotno avtor.

link_up: Narobe si prebral. Težave so s priklopom zadeve na laptop. Tole si preberi (pod hardware).

lahko bi si samo senzor dal na daljši kabel, tako da bi lahko dostopal do težko dostopnih kotičkov npr. v PC-ju, in bi na meritev vplivalo samo tiso kar želiš in ne še drugo kot npr. škatlica