３年近く前(2008/04/07)に購入したサーミスタを活用したいと思っていた。
外気温をはかりたいと思っている。まずはブレッドボードでのテストを行った。
うまくいったのでハードウェアは完成していないが忘れないために載っけることにした。
１．ＬＣＤ表示器 ＳＣ１６０２ＢＳ−Ｂの購入
バックライトなしタイプの液晶文字表示装置を秋月電子で５００円／個で購入
ＰＩＮ配置とＰＩＮ番号は下表のとおり
| ＰＩＮ番号 |
名称 |
種類 |
説明 |
| １ |
Ｖｄｄ |
電源 |
電源＋５Ｖ |
| ２ |
Ｖｓｓ |
電源 |
電源グランド |
| ３ |
Ｖ０ |
入力 |
コントラスト調整 |
| ４ |
ＲＳ |
入力 |
レジスター選択 |
| ５ |
Ｒ／Ｗ |
入力 |
リード／ライト |
| ６ |
Ｅ |
入力 |
イネーブル |
| ７ |
ＤＢ０ |
入出力 |
データバス（ビット０） |
| ８ |
ＤＢ１ |
入出力 |
データバス（ビット１） |
| ９ |
ＤＢ２ |
入出力 |
データバス（ビット２） |
| １０ |
ＤＢ３ |
入出力 |
データバス（ビット３） |
| １１ |
ＤＢ４ |
入出力 |
データバス（ビット４） |
| １２ |
ＤＢ５ |
入出力 |
データバス（ビット５） |
| １３ |
ＤＢ６ |
入出力 |
データバス（ビット６） |
| １４ |
ＤＢ７ |
入出力 |
データバス（ビット７） |
|
|
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２．回路図は”電子工作ｅｔｃ”さんのページを参考に作成
回路図は
”電子工作ｅｔｃ”さんのページ
を参考に作成しました。
回路図の作成には水魚堂さんの
ＢＳｃｈ３Ｖを
を使わせて貰っています。
ＥＸＣＥＬで描いた部品配置です
| ブレッドボードを用いたテストではオペアンプによる２倍増幅は行いませんでした。
|
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３．電圧から温度への換算
サーミスター（１０３ＡＴ）のデーターシートを元に温度と抵抗値から回路Ｖｏ点の電圧と温度の関係を
近似式で表し、ＰＩＣの中で計算しました。
ＰＣ本体に取り込むだけならば、温度換算はＰＣ側で行っても良かったのですが、ＬＣＤ表示をさせたいので、
気温を測ることを考慮してー２０℃〜５０℃あたりを中心に、エクセルで近似式を求めて
６次の多項式近似としました。
１）データシートの温度と標準抵抗値から想定回路のＶｏの値を求める
２）Ｖｏと温度をエクセルでグラフ化
３）エクセルでこのグラフの近似式を求める
６次近似式は以下の通りです。
ｙ：温度（℃）
Ｘ：中間電圧（Ｖｏ）（ボルト）
|
|
|
|
ｙ
|
＝
|
0.2305*x6
+5.9753*x5
-39.125*x4
+101.59*x3
-134.65*x2
+131.89*x
-51.375
|
|
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４．１６Ｆ８８用のプログラム
１６Ｆ８８用のプログラムは
”電子工作ｅｔｃ”さんのページ
を参考に試行錯誤しました。特にｍｉｋｒｏＣ（フリー版）で書いていますので２ｋワードに納める必要があります。
実数の多項式の計算はコンパイル後のプログラム量が多くなるようです。
ｍｉｋｒｏＣのプログラムです
// **********************************************************************
/*
サーミスターを持いた温度計測 ＬＣＤ表示 RS232C経由でデータ取込可能
2011/02/10 ---> 2011/03/07 （完成）
基本はhttp://www8.plala.or.jp/InHisTime/page053.html
からコピーし修正を加えた
私が自分に理解のためにコメントを追加
LCD SC1602B を使用
PIC 16F88 使用
mikroCを使用
file name 110227_16F88_LCD_2.c
コンパイル後 プログラム ２，０６３Ｗｏｒｄ ＲＡＭ ６４Ｗｏｒｄ
*/
/* ********************* 私が追加
2010/11/26 --------->2011/03/07
16F88 ＰＩＮ
１：RA2/AN2/CVref/Vref- AN2 アナログ入力２(サーミスタ電圧)で使用
２：RA3/AN3/Vref+/C1OUT 今回 Vref+使用
３：RA4/AN4/T0CKI/C2OUT 使用せず（入力設定)
４：RA5/MCLR/Vpp 使用せず（入力設定)
５：Vss ＧＮＤ
６：RB0/INT/CCP1(1) 使用せず（入力設定)
７：RB1/SDI/SDA 使用せず（入力設定)
８：RB2/SDO/RX/DT RS232C RX (input) （入力設定)
９：RB3/PGM/CCP1(1) デジタル出力 (LCD D5 pin 12)
１０：RB4/SCK/SCL デジタル出力 (LCD D7 pin 14)
１１：RB5/SS/TX/CK RS232C TX (output) デジタル出力
１２：RB6/AN5/PGC/T1OSO/T1CKI デジタル出力 (LCD D6 pin 13)
１３：RB7/AN6/PGD/T1OSI デジタル出力 (LCD D4 pin 11)
１４：Vdd ＋５Ｖ
１５：RA6/OSC2/CLKO デジタル出力 (LCD E pin 6)
１６：RA7/OSC1/CLKI デジタル出力 (LCD R/W pin 5)
１７：RA0/AN0 デジタル出力 (LCD RS pin 4)
１８：RA1/AN1 使用せず（入力設定)
*/
// **********************************************************************
unsigned int measurement(unsigned short channel)
{
unsigned int ad, cnt;
//
ad = 0;
for (cnt = 0; cnt < 50; cnt++) { // ５０回の合計
ad += Adc_Read(channel);
}
return (ad);
}
// **********************************************************************
void main()
{
unsigned char buf[8], cnt, data;
unsigned int v1, v2, i1 ;
double ad, offset, temp ;
// const double c[7] = {0.2305, 5.9753, -39.125, 101.59, -134.65, 131.89, -51.375};
unsigned short i ;
//
OSCCON = 0b01110000; // クロックは8Mhz
CMCON = 0b00000111; // コンパレータは使用しない。
// Ａ／Ｄ変換を使用する。
ANSEL = 0b00000100; // AN2をアナログで使用 「１」：アナログ 「０」：デジタル
ADCON1.VCFG1 = 1; // Vref+ を使用
ADCON1.VCFG0 = 0; // GND を使用 (Vref- を使用しない)
// ADCON1.ADFM = 1 ; // A/D変換結果を右詰めにする
// ポートを初期化する。
TRISA = 0b00111110; // ポートＡデータ入出力の方向 ０：出力、１：入力
/* RA7:出力 RA6;出力 RA5:入力のみ（使用せず） RA4:入力 （使用せず）
RA3:入力(Vref+) RA2;入力 RA1:入力（使用せず） RA0:出力
*/
TRISB = 0b00000111; // ポートＢデータ入出力の方向 ０：出力、１：入力
/* RB7;出力 RB6;出力 RB5;出力(Tx) RB4;出力
RB3:出力 RB2:入力（Rx） RB1:入力（使用せず） RB0:入力（使用せず）
*/
// ＬＣＤを初期化する。
Lcd_Custom_Config(&PORTB,4,6,3,7,&PORTA,0,7,6); // (LCD用データport,D7,D6,D5,D4, LCD用制御port,RS,WR,EN)
Lcd_Custom_Cmd(LCD_CURSOR_OFF);
Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR);
// Lcd_Custom_Out(1, 1, "V&I Meter V1.0");
// Delay_ms(500);
// Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR);
//
//
// RS232C ポートを初期化
Usart_Init(9600); //通信速度を9600 band rateに設定 16F88はハードウェアーで通信可能
//
while (1) {
// サーミスタ電圧の測定
ad = 0.0;
for (cnt = 0; cnt < 10; cnt++) {
ad += measurement(2);
}
ad = (ad / 500.0) * 2.44140625 ; // ブレッドボードのテスト用 オペアンプ無し
// ad = (ad / 1000.0) * 2.44140625 ; // mV 単位
// ５００回計測の平均を取る
// 2500 mV / 1024 = 2.44140625 電圧に換算
// オペアンプで２倍に増幅しているので戻す ５００ と２を併せて１０００．０で割る
/*
// 電圧の四捨五入
ad = ad * 10000.0 ; // 0.1mV単位を四捨五入のため、１００００倍する
// 例 ad=1.3678 V --> 13678
v1 = (unsigned int)(ad); // 例 13678
v2 = (unsigned int)(v1 / 10.0); // 例 1367
if ((v1 - (v2 * 10)) >= 5) // 次の行と併せて四捨五入
v2++; // 例 1368 --> 1368 mVのこと
*/
// サーミスタ電圧の表示 ＬＣＤに出力
v2 = ( unsigned int ) (ad ) ; // 四捨五入するとプログラムが２ｋｗに収まらないので切り捨て
WordToStr(v2, buf); // 数値（符号なしの１６ビット）を文字（５文字）に変換 （□１３６８）
Lcd_Custom_Out(1, 1, buf); // １行目の１コラムからｂｕｆを表示
Lcd_Custom_Out(1, 7, "mV");
ad = ad / 1000.0 ; // mVを Ｖに変換
// 中間電圧（Vo)から温度に換算
// 電圧から温度への変換に近似式を用いる
//
temp = ( ( ( ( (0.2305*ad+5.9753 )*ad - 39.125 )*ad + 101.59 )*ad - 134.65 )*ad + 131.89 )*ad -51.375 ;
//
// 一行で書くよりメモリー使用量が減ると思ったが、増えてしまった。 ２０６１−−＞２０８５
// temp=c[0] ;
// for ( i=1 ; i<7 ; i++) {
// temp = temp*ad + c[i] ;
// }
// 中間電圧（Vo)から温度に換算終了
// 温度の四捨五入
temp = temp * 100.0 ; // 0.01℃単位を四捨五入のため、１００倍する
// 例 temp=21.36 ℃ --> 2136
v1 = (unsigned int)(temp); // 例 2136
v2 = (unsigned int)(v1 / 10.0 ); // 例 213
if ((v1 - (v2 * 10)) >= 5) // 次の行と併せて四捨五入
v2++; // 例 214 --> 21.4℃のこと
// サーミスタ温度の表示 ＬＣＤに出力
WordToStr(v2, buf); // 数値（符号なしの１６ビット）を文字（５文字）に変換 （□□２１４）
buf[6] = 0x00; // （□□２１４ □）
buf[5] = buf[4]; //最下の桁を右へ （□□２１４４□）
buf[4] = '.'; //動かした後に小数点を付与 （□□２１。４□）
Lcd_Custom_Out(2, 1, buf); // ２行目の１コラムからｂｕｆを表示
Lcd_Custom_Out(2, 7, "ﾟC"); // ℃を表示
// RS232C Ｒｘに'R'があれば、温度データをRS232Cに出力する
//
if( Usart_Data_Ready()) { // RS232C 準備ＯＫ？
data = Usart_Read(); // データの読み取り
if(data == 'R') { //dataが'R'なら温度(buf)を出力
buf[6] = 0x0D ; // CR
// buf[7] = 0x0A ; // LF
for ( i=0 ; i<7 ; i++ ) {
Usart_Write( buf[i] ) ; // Send 温度 via USART
}
// Usart_Write( 0x0D ) ; // cr
// Usart_Write( 0x0A ) ; // LF
}
}
//
}
}
// **********************************************************************
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５．できあがりの写真です
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