Attiny2313 पर थर्मामीटर छोटा नहीं आता है। Attiny2313 पर थर्मामीटर छोटा नहीं हो सकता, थर्मामीटर सर्किट के संचालन का विवरण

घर / पूर्व

इंटरनेट पर एवीआर के लिए बहुत सारे थर्मामीटर आरेख हैं, लेकिन हमेशा की तरह, आप अपना खुद का कुछ चाहते हैं... और आपको अपना दिमाग भी फैलाना चाहिए। यह थर्मामीटर मेरी पहली परियोजनाओं में से एक था।

मैं क्या चाहता था:

न्यूनतम आकार (उचित सीमा के भीतर)
न्यूनतम लागत
डिजाइन की सादगी
उच्च पुनरावृत्ति
बहुमुखी प्रतिभा (उस पर बाद में अधिक जानकारी)

क्या हुआ:

समान डिज़ाइनों को देखने और हाथ में मौजूद टिननी (ATtiny2313) का वर्णन करने के बाद, मैं इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि मौजूदा डिज़ाइनों को कुछ हद तक सरल बनाना और उनकी विशेषताओं में थोड़ा सुधार करना संभव है।

आरेख तापमान सेंसर को चालू करने के लिए दूसरा विकल्प दिखाता है यदि यह एकल-तार बस के माध्यम से काम नहीं करना चाहता (जो बहुत दुर्लभ है)। कृपया ध्यान दें कि पिन 11 पर पुल-अप अवरोधक बिल्कुल 4.7 kOhm होना चाहिए. सिंगल-वायर सर्किट में स्विच ऑन करने पर सेंसर के घटने या बढ़ने से सेंसर का संचालन अस्थिर हो सकता है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, यह सर्किट खंडों को नियंत्रित करने के लिए ट्रांजिस्टर की अनुपस्थिति में समान सर्किट से भिन्न है। इस प्रकार, समान सर्किट की तुलना में सर्किट को 4 ट्रांजिस्टर और 4 प्रतिरोधों द्वारा सरल बनाया गया है। यहां कुछ लोग कहेंगे: "यह संभव नहीं है - बंदरगाहों पर बड़ा भार है!!!" हम इस नियंत्रक पर पढ़ते हैं " डीसी करंट प्रति आई/ओ पिन - 40.0 एमए". हमारे पास प्रत्येक प्रतीक में 8 खंड हैं, प्रत्येक 5 एमए - यह 40 एमए निकला!!!।

आइए अब उसी विवरण से ग्राफ़ देखें:

ग्राफ़ से यह स्पष्ट है कि करंट 60 mA और यहाँ तक कि 80 mA प्रति पिन तक पहुँच सकता है। ठीक है, आइए बहकावे में न आएं - 5 एमए प्रति खंड (40 एमए प्रति प्रतीक) हमारे लिए पर्याप्त है! प्रति खंड लगभग 5 एमए की धारा उत्पन्न करने के लिए सीमित प्रतिरोधों का चयन किया जाता है। मेरे सर्किट में 470 ओम हैं। खंडों की चमक उत्कृष्ट है!!! तो, मैं सिद्धांत से बहक गया।

अभ्यास!!!

मैंने मुद्रित सर्किट बोर्ड को उनके विचारों के आधार पर "जितना संभव हो उतना छोटा, लेकिन जितना संभव हो उतना सरल" बनाया। इसलिए, यह कई जंपर्स के साथ निकला...

तस्वीर में क्वार्ट्ज के लिए एक जगह है - यह थोड़ी बहुमुखी प्रतिभा के लिए है - मेरे पास कई AT90S2313 टुकड़े थे जिनमें आंतरिक थरथरानवाला नहीं है। क्रैंक का उपयोग SOT-89 हाउसिंग में किया जाता है। DO-35 हाउसिंग में सुरक्षात्मक जेनर डायोड BZX79-C5V1। पावर फिल्टर में कैपेसिटर 10mkF * 16V टैंटलम (कोई अन्य नहीं मिला), आकार 3528 (SMD-B) हैं। मैं आमतौर पर उन्हें स्थापित नहीं करता, बल्कि इसके बजाय - 1mkF * 50V आकार 1206. बिजली से संबंधित कोई गड़बड़ नहीं देखी गई।

"लेजर आयरन" द्वारा बनाया गया खाली बोर्ड

इकट्ठे बोर्ड: कंडक्टरों की तरफ से देखें (स्टेबलाइजर गायब है)

तत्वों की ओर से देखें (संकेतक सीलबंद नहीं है)

परियोजना को टुकड़ों में इकट्ठा किया गया था, कुछ इंटरनेट से तैयार परियोजनाओं से, कुछ मेरे द्वारा जोड़े गए... मूल विचार एक गतिशील प्रदर्शन था। समस्या यह थी कि DS18B20 तापमान सेंसर के साथ संचार करते समय, ऐसे क्षण आए जब संकेत की "स्कैनिंग" बंद हो गई। इसलिए, संकेतक अद्यतन रुकावटों द्वारा नहीं किया गया था, बल्कि मुख्य प्रोग्राम लूप में किया गया था, और सेंसर के साथ संचार करने की प्रक्रिया में यहां और वहां भी डाला गया था... इस पद्धति का लाभ उच्च अद्यतन आवृत्ति थी, जिसने इसे समाप्त कर दिया झिलमिलाहट की समस्या.

मैं लगभग भूल ही गया था - थर्मामीटर के सामान्य संचालन के लिए फ़्यूज़:

तो, हमने इसे फ्लैश किया, इसे चालू किया... हम्म... यह काम करता है!!!

तो, जैसा कि हम देख सकते हैं, हमें एक काफी सरल (कितना सरल???) उपकरण मिला, जिसका आकार संकेतक के आकार से अधिक नहीं है। इसके अलावा, सटीकता भी अधिक है: सेंसर विवरण के अनुसार, "±0.5°C सटीकता -10°C से +85°C तक।" जैसा कि अभ्यास से पता चला है, सटीकता बहुत अधिक है - लगभग ±0.1°C। मैंने एक प्रयोगशाला थर्मामीटर से 10 प्रतियों की जाँच की जो मेट्रोलॉजिकल नियंत्रण से गुजर चुके थे...

रेडियो बाज़ार में, मैंने तीन अंकों वाला सात खंड वाला रेडियो देखा। मैंने SOIC पैकेज में एक Attiny2313 माइक्रोकंट्रोलर, DS18B20, एक SMD रेसिस्टर और एक SMD कैपेसिटर खरीदा। मैंने एक मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाया, मुद्रित सर्किट बोर्ड के आधार पर एक सर्किट बनाया, एक प्रोग्राम लिखा, इसे एमके पर अपलोड किया और:

और यही हुआ:

एक टिंट फिल्म को संकेतक से चिपकाया जाता है (इसके बिना संकेतक का ठीक से फोटो खींचना संभव नहीं था)।

आकार का उपयोग प्रयुक्त संकेतक द्वारा भी किया जा सकता है:

योजना:

आरेख और कार्यक्रम के बारे में कुछ शब्द। बलिदान के बिना कॉम्पैक्टनेस नहीं आई है। सर्किट में कोई वर्तमान-सीमित प्रतिरोध नहीं है, जो पूरी तरह से अच्छा नहीं है। भार क्षमता बढ़ाने के लिए, संकेतक कैथोड एक साथ एमके के दो टर्मिनलों से जुड़े होते हैं।
कार्यक्रम में कुछ भी मौलिक नहीं है. टेम्पलेट सीवीएवीआर से विज़ार्ड का उपयोग करके तैयार किया गया है, बाकी हिस्से मेरी थर्मामीटर घड़ी से लिए गए हैं। मैंने संशोधित DS18B20 लाइब्रेरी का उपयोग किया, या यों कहें कि यह DS1820/DS18S20 और DS18B20 के लिए CVAVR से दो लाइब्रेरी का योग है, यानी। उपरोक्त में से किसी भी सेंसर का उपयोग थर्मामीटर में किया जा सकता है। अधिक सटीक रूप से, किसी भी संयोजन में 4 से अधिक सेंसर नहीं।
फ़्यूज़: एमके को 4 मेगाहर्ट्ज पर एक आंतरिक आरसी ऑसिलेटर से संचालित करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है। सीकेएसईएल = 0010, एसयूटी = 10, अन्य सभी = 1.

परिणाम:
मुझे यकीन नहीं है कि सात-खंड संकेतक का उपयोग करने वाले थर्मामीटर का मेरा संस्करण सबसे छोटा है।

फ़ाइलें:

- SL 5.0 प्रारूप में मुद्रित सर्किट बोर्ड।

आपके पास हमारे सर्वर से फ़ाइलें डाउनलोड करने की पहुंच नहीं है - एमके फर्मवेयर।

आपके पास हमारे सर्वर से फ़ाइलें डाउनलोड करने की पहुंच नहीं है - फ़र्मवेयर स्रोत.

आपके पास हमारे सर्वर से फ़ाइलें डाउनलोड करने की पहुंच नहीं है - प्रोटियस के लिए परियोजना।

इस लेख में हम समीक्षा करेंगे डिजिटल थर्मामीटर, बनाया गया माइक्रोकंट्रोलर Attiny2313, सुसज्जित रिमोट डिजिटल सेंसर DS18B20. तापमान माप सीमा -55 से +125 डिग्री सेल्सियस तक है, तापमान माप चरण 0.1 डिग्री है। सर्किट बहुत सरल है, इसमें न्यूनतम भाग होते हैं और इसे आसानी से अपने हाथों से जोड़ा जा सकता है।

थर्मामीटर सर्किट के संचालन का विवरण

रिमोट सेंसर के साथ घर का बना इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटरज्ञात हर चीज़ पर निर्मित। डलास का DS18B20 माइक्रोक्रिकिट तापमान सेंसर के रूप में कार्य करता है। थर्मामीटर सर्किट में अधिकतम 8 डिजिटल सेंसर का उपयोग किया जा सकता है। माइक्रोकंट्रोलर 1वायर प्रोटोकॉल के माध्यम से DS18B20 के साथ संचार करता है।

सबसे पहले, सभी कनेक्टेड सेंसरों को खोजा जाता है और आरंभ किया जाता है, फिर उनसे तापमान पढ़ा जाता है और फिर तीन अंकों वाले सात-खंड संकेतक HL1 पर प्रदर्शित किया जाता है। सूचक का उपयोग सामान्य कैथोड (सीसी) और सामान्य एनोड (सीए) दोनों के साथ किया जा सकता है। इसी प्रकार के सूचक का भी प्रयोग किया गया। प्रत्येक संकेतक का अपना फर्मवेयर होता है। आप घर और बाहर दोनों जगह तापमान माप सकते हैं; ऐसा करने के लिए, आपको DS18B20 को खिड़की के बाहर ले जाना होगा।

Attiny2313 के लिए आपको फ़्यूज़ को निम्नानुसार सेट करने की आवश्यकता है (प्रोग्राम के लिए)।

मैं आपके द्वारा खर्च किए गए समय, धन, विवरण आदि के लिए सभी जिम्मेदारी से तुरंत इनकार करता हूं... अगर कुछ आपके लिए काम नहीं करता है, तो इसे अपने कुटिल हाथों पर दोष दें...

हाल ही में मैं पूरी तरह से निष्क्रिय शीतलन वाला एक कंप्यूटर बना रहा था। प्रोसेसर के तापमान की आसानी से निगरानी करने के लिए, थर्मामीटर को जल्दी से इकट्ठा करना आवश्यक था। सभी प्रकार के कार्यक्रम जैसे "एवरेस्ट", "आइडा" और अन्य एक साधारण कारण से मेरे लिए उपयुक्त नहीं थे: मैं मॉनिटर बंद होने पर भी तापमान को नियंत्रित करना चाहता था। या फिर मॉनिटर पूरी तरह से बंद होने पर भी। DS18B20 डिजिटल सेंसर, एक सस्ते AVR माइक्रोकंट्रोलर और सात-खंड संकेतक पर आधारित थर्मामीटर को इकट्ठा करने का निर्णय लिया गया। सबसे पहले मैं इंटरनेट पर प्रस्तावित विकल्पों में से एक के अनुसार थर्मामीटर सर्किट को दोहराना चाहता था। लेकिन इंटरनेट पर पोस्ट किए गए रेखाचित्रों का विश्लेषण करने के बाद, मैं इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि मुझे अपनी खुद की "साइकिल" का आविष्कार करना होगा।

इंटरनेट पर प्रस्तुत डिज़ाइनों में कई कमियाँ थीं, अर्थात्:
* डायनामिक डिस्प्ले की कम गति (50...100 हर्ट्ज़), जिसके कारण संकेतक को देखना असुविधाजनक हो जाता है; यदि आप जल्दी से उस पर नज़र डालते हैं, तो ऐसा लगता है कि संख्याएँ "चल रही हैं";
* सभी डिज़ाइनों ने संपूर्ण तापमान रेंज (-55 से +125 तक) को पर्याप्त रूप से मापा नहीं; उदाहरण के लिए, ऐसे डिज़ाइन थे जो शून्य डिग्री से नीचे तापमान नहीं मापते थे, या 100 डिग्री से ऊपर गलत तरीके से मापा गया तापमान;
* कोई चेकसम चेक (सीआरसी) नहीं था;
* खंडों के सामान्य पिन बिना कुंजी ट्रांजिस्टर के माइक्रोकंट्रोलर के एक पैर से जुड़े हुए थे, जिससे माइक्रोकंट्रोलर पोर्ट ओवरलोड हो रहे थे।

यदि एमके पोर्ट अतिभारित हैं, तो संकेतक की चमक कम हो सकती है, और माइक्रोकंट्रोलर के पैर भी जल सकते हैं। कुछ साल पहले मैंने इंटरनेट से एक आरेख का उपयोग करके ATtiny2313+DS18B20 का उपयोग करके एक थर्मामीटर इकट्ठा किया था। सर्किट कुंजी ट्रांजिस्टर के बिना था। 18 डिग्री के तापमान पर, संख्या "1" चमकीली चमकती थी, और संख्या "8" काफ़ी धीमी चमकती थी, मुझे आशा है कि हर कोई समझता है कि सब कुछ इस तरह से क्यों होता है। इसलिए, मैंने खुद से वादा किया कि मैं भविष्य में एमके पैरों पर ज्यादा भार नहीं डालूंगा। वैसे, यहां उस थर्मामीटर की एक तस्वीर है, जिसे इंटरनेट से एक आरेख के अनुसार इकट्ठा किया गया है; मुझे लगता है कि इसे किसी टिप्पणी की आवश्यकता नहीं है:

मैं भी कुछ सुधार करना चाहता था:
* संकेतक पर डिग्री प्रतीक प्रदर्शित करें (डिग्री का दसवां हिस्सा मेरे लिए इतना महत्वपूर्ण नहीं था);
* बाहरी क्वार्ट्ज से माइक्रोकंट्रोलर को घड़ी दें, क्योंकि सेंसर द्वारा उपयोग किया जाने वाला "1-वायर" प्रोटोकॉल समय अंतराल (टाइम स्लॉट) के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण है, इसलिए मैं अंतर्निहित घड़ी की स्थिरता के लिए प्रार्थना नहीं करना चाहता था जेनरेटर;
* प्रोग्राम में चेकसम चेक दर्ज करें, यदि चेकसम मेल नहीं खाता है, तो संकेतक पर प्रदर्शित करें: "सीआरसी";
* सर्किट में एक डायोड जोड़ें (सर्किट को पावर रिवर्सल से बचाने के लिए);
* जब बिजली लागू की जाती है, तो सभी खंड 1 सेकंड के लिए रोशन हो जाते हैं (तथाकथित खंड परीक्षण);
* DS18B20 चेकसम सत्यापन लागू करें।

मैंने एवीआर स्टूडियो 5 वातावरण में प्रोजेक्ट लिखा, इंटरनेट पर कहीं सेंसर के साथ काम करने के लिए फ़ंक्शन ढूंढे, और बाकी को अपने तरीके से फिर से लिखा, स्रोत कोड पर प्रचुर मात्रा में टिप्पणी की। लेख के अंत में फ़र्मवेयर और स्रोत कोड डाउनलोड करने के लिए एक लिंक है।

मैंने 3 परिचित स्थानों, एक सामान्य एनोड वाले खंडों के लिए सात-खंड संकेतक का उपयोग किया। इसके अलावा संग्रह में (लेख के अंत में) एक सामान्य कैथोड वाले संकेतक के लिए फर्मवेयर हैं। मैंने खंडों के सामान्य टर्मिनलों को एमके के दो टर्मिनलों से जोड़ा, जो समानांतर में जुड़े हुए हैं। इस प्रकार, खंड संकेतक का प्रत्येक सामान्य पिन पिन की भार क्षमता बढ़ाने के लिए 2 एमके पिन का उपयोग करता है।

मैंने लगभग सभी फ्री लेग्स (रीसेट पिन को छोड़कर) का उपयोग करते हुए ATtiny2313A माइक्रोकंट्रोलर (आप ATtiny2313 या ATtiny2313L का भी उपयोग कर सकते हैं) का उपयोग किया। यदि आप ATmega8 पर थर्मामीटर असेंबल करते हैं, तो आप पोर्ट की भार क्षमता बढ़ाने के लिए समानांतर में 3 या 4 पैर जोड़ सकते हैं।

डिवाइस आरेख:

मैं इकट्ठे किए गए थर्मामीटर की तस्वीरें संलग्न कर रहा हूं। अभी तक कोई मामला नहीं है, क्योंकि थर्मामीटर पीसी केस में बनाया जाएगा।

संकेत.
तापमान सेंसर कनेक्ट नहीं है, या डेटा लाइन पर शॉर्ट सर्किट है:

चेकसम त्रुटि (सीआरसी):

तापमान सेंसर जुड़ा, तापमान -55 से -10 डिग्री तक:

तापमान सेंसर जुड़ा, तापमान -9 से -1 डिग्री तक:

तापमान सेंसर जुड़ा, तापमान 0 से 9 डिग्री तक:

तापमान सेंसर जुड़ा, तापमान 10 से 99 डिग्री तक:

तापमान सेंसर जुड़ा, तापमान 100 से 125 डिग्री तक:

गतिशील डिस्प्ले आवृत्ति कई किलोहर्ट्ज़ है, इसलिए संकेतक पर एक त्वरित नज़र डालने पर भी झिलमिलाहट आंख को दिखाई नहीं देती है।
उन लोगों के लिए जो डिज़ाइन को दोहराना चाहते हैं, मैंने विभिन्न क्वार्ट्ज के लिए कई फर्मवेयर संकलित किए: 4 मेगाहर्ट्ज, 8 मेगाहर्ट्ज, 10 मेगाहर्ट्ज, 12 मेगाहर्ट्ज, 16 मेगाहर्ट्ज।
मैंने एक सामान्य एनोड (OA) और एक सामान्य कैथोड (OC) वाले संकेतकों के लिए फर्मवेयर भी बनाया। सभी फ़र्मवेयर संग्रह में हैं (नीचे देखें)।

युपीडी
फ़र्मवेयर अपडेट किया गया. छोटे-मोटे सुधार, छोटी-मोटी अच्छाइयाँ। इनमें से मुख्य हैं stdint डेटा प्रकार, खंडों के लिए पैरों का लचीला विन्यास। सभी परिवर्तन स्रोत शीर्षलेख में वर्णित हैं।

मैं क्या चाहता था:

न्यूनतम आकार (उचित सीमा के भीतर)
न्यूनतम लागत
डिजाइन की सादगी
उच्च पुनरावृत्ति
बहुमुखी प्रतिभा (उस पर बाद में अधिक जानकारी)

क्या हुआ:

जैसा कि आप देख सकते हैं, यह सर्किट खंडों को नियंत्रित करने के लिए ट्रांजिस्टर की अनुपस्थिति में समान सर्किट से भिन्न है। इस प्रकार, समान सर्किट की तुलना में सर्किट को 4 ट्रांजिस्टर और 4 प्रतिरोधों द्वारा सरल बनाया गया है। यहां कुछ लोग कहेंगे: "यह संभव नहीं है - बंदरगाहों पर बहुत अधिक भार है!!!"। इस नियंत्रक पर पढ़ें " डीसी करंट प्रति आई/ओ पिन - 40.0 एमए"। हमारे पास प्रत्येक प्रतीक में 8 खंड हैं, प्रत्येक 5 एमए - यह 40 एमए निकला !!!।

आइए अब उसी विवरण से ग्राफ़ देखें:

अभ्यास!!!

मैंने मुद्रित सर्किट बोर्ड को उनके विचारों के आधार पर "जितना संभव हो उतना छोटा, लेकिन जितना संभव हो उतना सरल" बनाया। इसीलिए इसमें कई जंपर्स लगे...

"लेजर आयरन" द्वारा बनाया गया खाली बोर्ड

इकट्ठे बोर्ड: कंडक्टरों की तरफ से देखें (स्टेबलाइजर गायब है)

तत्वों की ओर से देखें (संकेतक सीलबंद नहीं है)

मैं लगभग भूल ही गया था - थर्मामीटर के सामान्य संचालन के लिए फ़्यूज़:

तो, हमने इसे फ्लैश किया, इसे चालू किया... हम्म... यह काम करता है!!!

तो, जैसा कि हम देख सकते हैं, हमें एक काफी सरल (कितना सरल???) उपकरण मिला, जिसका आकार संकेतक के आकार से अधिक नहीं है। इसके अलावा, सटीकता भी अधिक है: सेंसर विवरण के अनुसार - "±0.5°C सटीकता -10°C से +85°C तक"। जैसा कि अभ्यास से पता चला है, सटीकता बहुत अधिक है - लगभग ±0.1°C। मैंने एक प्रयोगशाला थर्मामीटर से 10 प्रतियों की जाँच की जो मेट्रोलॉजिकल नियंत्रण से गुजर चुके थे...

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