====== 温度データロガー ======
===== 概要 =====
温度センサーからのデータを一定周期で読み取り、RS232C（TTLレベル）として出力します。
周期は、1秒間隔、1分間隔、5分間隔、10分間隔の4モードから選ぶ事が出来ます。
また、PIC12F683内部に温度データを蓄積（EEPROMに記録）する機能も備えています。
その記憶容量は、128データ（1データは10ビットなので2バイトを使用）となります。
===== 温度センサーについて =====
温度センサーには、高精度温度センサーS8100B (SEIKO)を使用しました。
このセンサーの主な特長は、
* センサ・定電流回路・オペアンプを内蔵
* 電源：5V10μAtype(低消費)
* 測定温度範囲：-40～+100℃
* リニア出力電圧：-8.1mV/K(-8.1mV/℃)→今回は8mVで計算しています。\\ Ta=-20℃：1.900V\\ Ta=+30℃：1.497V\\ Ta=+80℃：1.085V
* リニアリティ（直接性）：1.0(-20℃～+80℃)
* 再現性：±0.3％
* Vssを寒準とした温度電圧出力
* 低消費電流：10μA(25℃)typ
となっています。
===== ハードウエア構成 =====
- S8100Bによって温度を電圧に変換します。
- この出力電圧をオペアンプ（LMC662CN）を利用して2倍に増幅します。
- PICでは、A/D変換機能を使ってデータを取り込みます。\\ PICのA/D変換（10ビット＝1024）で使用する、基準電圧(TL431)を、\\ 1024×4＝4096→4.096V\\ にして、1ビットあたりの精度を、4mVとします。
- PICで補正されたデータをRS232C（TTLレベル）として出力します。
- 記録SW（REC）と読出SW（READ）を設けています。
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===== 回路図 =====
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200428-142403.png?500}}
===== 処理説明 =====
- 周期的に、A/D変換して温度データを得ます
* 周期設定 （立ち上げ時．．．GPIO.F4、GPIO.F3）\\ 4通りの設定ができる\\ 1秒間隔【GPIO.F4＝"1"、GPIO.F3＝"1"】128秒（約2分）\\ 1分間隔【GPIO.F4＝"0"、GPIO.F3＝"1"】128分（約2時間）\\ 5分間隔【GPIO.F4＝"1"、GPIO.F3＝"0"】640分（約10時間）\\ 10分間隔【GPIO.F4＝"0"、GPIO.F3＝"0"】1280分（約20時間）
- 得られたデータに4mVを掛けます
- 最も電圧が高くなる、-40℃では、4.120mVとなります。\\ (1.900mV×2倍)＋(8mV×2倍×(40℃－20℃))→4.120mV
- 補正します（小数点第１の位まで求めます）\\ %%(((4120 - temp) * 10) / 16) - 400%%
- 結果をRS232C出力します
- 記録と読出
* 記録モード（GPIO.F4）\\ データをEEPROMに記録します\\ 記憶容量は128データ（1データは2バイト）
* 読出モード （GPIO.F3）\\ EEPROMより読出してUSARTに出力します
===== ソースコード =====
//**********************************************************************
/*
【温度計】
・高精度３端子CMOS温度センサ S8100B
：センサ・定電流回路・オペアンプを内蔵
：電源:5V10μAtype(低消費)
：リニア電圧出力:-8.0mV/℃
：測定温度範囲:-40～+100℃
：リニア出力電圧：-8.1mV/K(-8.1mV/℃)
Ta=-20℃：1.900V
Ta=+30℃：1.497V
Ta=+80℃：1.085V
：リニアリティ（直接性）：1.0(-20℃～+80℃)
：再現性：±0.3％
：Vssを寒準とした温度電圧出力
：低消費電流：10μA(25℃)typ
・2倍に増幅する。使用オペアンプはLMC662CN
・補正した結果をUSART(RS232C)で出力する。
・記録モード（GPIO.F4）
：データをEEPROMに書き込む
：記憶容量は128データ（1データは2バイト）
・再生モード （GPIO.F3）
： EEPROMより読み込みUSARTに出力する。
・周期設定 （立ち上げ時．．．GPIO.F4、GPIO.F3）
：4通りの設定ができる。
：1秒間隔＜GPIO.F4＝"1"、GPIO.F3＝"1"＞ 128秒（約2分）
：1分間隔＜GPIO.F4＝"0"、GPIO.F3＝"1"＞ 128分（約2時間）
：5分間隔＜GPIO.F4＝"1"、GPIO.F3＝"0"＞ 640分（約10時間）
：10分間隔＜GPIO.F4＝"0"、GPIO.F3＝"0"＞ 1280分（約20時間）
・履歴
：2007.1.2 初期バージョン作成
*/
//**********************************************************************
static unsigned int timeCnt, cycleTime;
static unsigned short startFlag;
void interrupt(){
if (INTCON.T0IF == 1) { // 約30Hz = (1 / 8000000) * 4 * 256 * 256
INTCON.T0IF = 0;
}
if (PIR1.TMR1IF == 1) { // 約4Hz = (1 / 8000000) * 4 * 8 * 256 * 256
PIR1.TMR1IF = 0;
//
timeCnt++;
if (timeCnt >= cycleTime) { // 最大で約16000秒(約4.5時間)のカウントが可能
timeCnt = 0;
startFlag = 1;
}
}
}
//**********************************************************************
void Pwm_Change_DutyEx(unsigned int duty_ratio)
{
CCPR1L = duty_ratio >> 2;
CCP1CON.F6 = duty_ratio & 0b00000001;
CCP1CON.F7 = (duty_ratio & 0b00000010) >> 1;
}
//**********************************************************************
void Soft_Uart_Write_String(char *buf)
{
short len, i;
len = strlen(buf);
for (i = 0; i < len; i++) {
INTCON.GIE = 0;
Soft_Uart_Write(buf[i]);
INTCON.GIE = 1;
Delay_ms(2);
}
}
//**********************************************************************
void buzzer(unsigned short cnt, unsigned short interval)
{
short i, j;
for (i = 0; i < cnt; i++) {
Pwm_Start();
for (j = 0; j < interval; j++)
Delay_ms(1);
Pwm_Stop();
for (j = 0; j < interval; j++)
Delay_ms(1);
}
}
//**********************************************************************
void main()
{
static unsigned char buf[10];
static unsigned short recFlag, lowData, hiData;
static unsigned int ad0, temp, cnt, len, address;
//
OSCCON = 0b01110000; // クロックは8Mhz
CMCON0 = 0b00000111; // コンパレータは使用しない。
ANSEL = 0b00000011; // AN0、AN1を使用する。
TRISIO = 0b00011011;
OPTION_REG = 0b10000111;
PIE1.TMR1IE = 1;
PIR1.TMR1IF = 0;
T1CON = 0b00110001;
INTCON = 0b01100000;
ADCON0.VCFG = 1;
//
Pwm_Init(3000); // 3Khz
Pwm_Change_DutyEx(1024 / 2);
//
Soft_Uart_Init(GPIO, 3, 5, 9600, 0);
//
timeCnt = 0;
startFlag = 0;
address = 0;
recFlag = 0;
//
if ((GPIO.F4 == 1) && (GPIO.F3 == 1)) {
cycleTime = 2; // 1秒
buzzer(1, 200);
}
if ((GPIO.F4 == 0) && (GPIO.F3 == 1)) {
cycleTime = 4 * 60; // 1分
buzzer(2, 200);
}
if ((GPIO.F4 == 1) && (GPIO.F3 == 0)) {
cycleTime = 4 * 300; // 5分
buzzer(3, 200);
}
if ((GPIO.F4 == 0) && (GPIO.F3 == 0)) {
cycleTime = 4 * 600; // 10分
buzzer(4, 200);
}
//
INTCON.GIE = 1; // これ以降の処理で割り込みを許可する。
//
while (1) {
if ((GPIO.F4 == 1) && (GPIO.F3 == 1))
break;
}
Delay_ms(1000);
buzzer(5, 100);
//
while (1) {
//
if ((recFlag == 0) && (GPIO.F4 == 0)) { // write mode
recFlag = 1;
address = 0;
buzzer(2, 100);
}
if (GPIO.F3 == 0) { // read mode
buzzer(2, 100);
address = 0;
for (cnt = 0; cnt < 256; cnt += 2) {
lowData = Eeprom_Read(address++);
Delay_ms(20);
hiData = Eeprom_Read(address++);
Delay_ms(20);
ad0 = lowData | ((hiData << 8) & 0x300);
//
temp = ad0 * 4;
temp = (((4120 - temp) * 10) / 16) - 400;
WordToStr(temp, buf);
buf[0] = buf[1];
buf[1] = buf[2];
buf[2] = buf[3];
buf[3] = '.';
Soft_Uart_Write_String(&buf[1]);
Soft_Uart_Write_String("\n\r");
Delay_ms(100);
}
address = 0;
buzzer(3, 100);
}
if (startFlag == 0)
continue;
startFlag = 0;
buzzer(1, 100);
//
ad0 = Adc_Read(0);
//
temp = ad0 * 4;
temp = (((4120 - temp) * 10) / 16) - 400;
WordToStr(temp, buf);
buf[0] = buf[1];
buf[1] = buf[2];
buf[2] = buf[3];
buf[3] = '.';
Soft_Uart_Write_String(&buf[1]);
Soft_Uart_Write_String("\n\r");
//
if (recFlag == 1) {
Eeprom_Write(address++, (ad0 & 0xFF));
Delay_ms(20);
Eeprom_Write(address++, ((ad0 >> 8) & 0x03));
Delay_ms(20);
//
if (address >= 256) {
recFlag = 0;
address = 0;
buzzer(3, 100);
}
}
}
}
//**********************************************************************
===== 動作確認 =====
PCのハイパータミナルを使って動作確認をしました。
※PCとの接続は、レベル変換が必要となります。
別途作成しましたRS232Cレベル変換ユニットを利用してPCと接続します。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200428-150244.png?500}}
このページは稲崎様の閉鎖したHPのコピーで、著作権は稲崎様にあります。[[elechobby:picdic:picdic|詳細]]
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