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。
回路図
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
- ThermoMeter.c
//********************************************************************** /* 【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); } } } } //**********************************************************************
