USB барометр

Запись от locm размещена 25.02.2015 в 00:18

Показов 26647 Комментарии 8

Метки avr, bascom, purebasic, usb, микроконтроллер

Сейчас мы рассмотрим как сделать USB барометр своими руками. Для этого понадобится, один из перечисленных микроконтроллеров: ATmega8, ATmega88, ATmega168 или ATmega328, а также цифровой датчик атмосферного давления BMP085 или BMP180, который кстати, также может измерять температуру, ведь в нем встроен датчик температуры, необходимый для термокомпенсации показаний атмосферного давления.

Схема устройства.

Нажмите на изображение для увеличения
Название: Схема.GIF
Просмотров: 1864
Размер: 10.1 Кб
ID: 3044

Чтобы упростить монтаж, был использован датчик давления уже распаянный на плате.

Название: BMP180_1.jpg
Просмотров: 5554

Размер: 11.7 Кб

Название: BMP180_2.jpg
Просмотров: 5607

Размер: 9.6 Кб

У датчика четыре вывода и с обратной стороны платы, написано их назначение.
Может показаться что размеры платы большие, но на самом деле, ее размер 2.1x1.8. При использовании SMD компонентов, эта конструкция поместится в корпусе стандартной флешки.
При подключении к компьютеру, устройство автоматически опознается и операционная система устанавливает стандартные драйверы.

Программа для микроконтроллера написана в среде BASCOM-AVR с применением USB библиотеки swusb, которая позволяет организовать работу с USB программными средствами, что позволяет значительно расширить количество разновидностей микроконтроллеров, которые можно применить в этом устройстве.
Код основного исходного файла.

QBasic/QuickBASIC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
$regfile = "m8def.dat"
 
$crystal = 12000000
$hwstack = 128
$swstack = 64
$framesize = 64
 
DECLARE SUB Usb_feature_copydata(txstate() AS Byte)       ' Декларация подпрограммы.
 
$include "USB.bas"                                ' Подключаем исходный файл USB библиотеки.
$include "BMP180.bas"                             ' Подключаем исходный файл BMP180 библиотеки.
 
$lib "i2c_twi.lbx"                                ' Библиотека аппаратного I2C.
' SCL и SDA, аппаратные выводы МК!!!
Config Sda = Portc.4                              ' Конфигурация вывода Sda
Config Scl = Portc.5                              ' Конфигурация вывода Scl
Config Twi = 40000                                ' Скорость работы шины I2c на аппаратном уровне
 
' Переменные программы.
DIM Thermo AS INTEGER
DIM Press AS LONG , I AS Byte                     '
DIM Press_arr(4) AS Byte At Press Overlay
 
CALL Bmp180_config(3)                             ' Конфигурация BMP180. Параметр задает точность измерения.
CALL Bmp180_read_calibration_data()               ' Считывание калибровочных данных из BMP180
 
Enable Interrupts                                 ' Разрешаем прерывания.
 
DO
  CALL Usb_update()                               ' Обработка событий от USB.
LOOP
 
 
SUB Usb_feature_copydata(txstate() AS Byte)       ' Копирование данных в USB-буфер.
 
  CALL Bmp180(thermo , Press)                     ' Считывание данных о температуре и давлении из BMP180.
 
  ' Копирование данных в массив передачи в ПК.
  Txstate(2) = Low(Thermo)                        ' Младший байт температуры.
  Txstate(3) = High(Thermo)                       ' Старший байт температуры.
 
  FOR I = 1 TO 4
    Txstate(3 + I) = Press_arr(i)
  NEXT
 
  ' В текущей версии не используется и должно быть 0.
  Txstate(8) = 0
  Txstate(9) = 0
 
END SUB

Программа устроена довольно просто. Сначала инициализируются модули микроконтроллера и датчика BMP180. Затем разрешаются прерывания (необходимо для нормальной работы USB). После этого, в цикле Do:Loop вызывается подпрограмма Usb_update() что требуется для функционирования USB.
Когда от компьютера приходит запрос по каналу Feature через нулевую конечную точку, будет вызвана подпрограмма sb_feature_copydata(). В ней считывается информация о текущей температуре и атмосферном давлении и эти данные помещаются в массив Txstate. По завершению выполнения подпрограммы, данные из массива будут отправлены компьютеру.

Программа для компьютера написана на PureBasic.

PureBasic
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
EnableExplicit
 
XIncludeFile "HID_Module.pbi"
XIncludeFile "Form.pbf"
 
#USB_PID=$0802
#USB_VID=$2015
 
Enumeration
  #Im_Usb_d
  #Im_Usb_e
  #Im_Sun
  #Im_Sun_Cloudy
  #Im_Cloud
  #Im_Rain
EndEnumeration
 
Structure HID_Data
  ID.a
  Thermo.w
  Pressure.l
  Reserved.a[2]
EndStructure
 
Global gDeviceHandle=0, gNumActiveImage=#Im_Usb_d
Define Event
 
Procedure.d Altitude(PressPasc.d) ; Расчет высоты над уровнем моря.
  ProcedureReturn (1 - Pow(PressPasc / 101325, 0.190294)) * 44330
EndProcedure
 
Procedure ChangeImage(PressHg.u)
  Protected String.s, Image=-1
  
  If PressHg>=770
    Image=#Im_Sun
    String="Ясно"
  ElseIf PressHg>=750
    Image=#Im_Sun_Cloudy
    String="Малооблачно"
  ElseIf PressHg>=740
    Image=#Im_Cloud
    String="Облачно"
  Else
    Image=#Im_Rain
    String="Облачно, возможны осадки"
  EndIf
  
  If gNumActiveImage<>Image And Image<>-1
    gNumActiveImage=Image
    SetGadgetState(#Image_0, ImageID(Image))
    GadgetToolTip(#Image_0, String)
  EndIf
  
EndProcedure;
 
Procedure GetInfo(hHID)
  Protected Info.HID_Data, PressHg.d
  
  If HID::GetFeature(hHID, @Info, SizeOf(HID_Data))=#True
    
    PressHg=Info\Pressure * 0.0075004
    SetGadgetText(#Text_1, StrD(PressHg, 1))
    SetGadgetText(#Text_4, StrD(Info\Pressure / 100, 1))
    SetGadgetText(#Text_7, StrD(Altitude(Info\Pressure), 1))
    SetGadgetText(#Text_10, StrF(Info\Thermo / 10, 1))
    
    ChangeImage(PressHg)
  EndIf
  
EndProcedure
 
Procedure Timer1()
  Static Old_Test
  Protected Test
  
  Test=HID::TestDevice(#USB_PID, #USB_VID)
  If Test<>Old_Test
    Old_Test=Test
    If Test
      gDeviceHandle=HID::OpenDevice(#USB_PID, #USB_VID)
      SetGadgetState(#Image_0, ImageID(#Im_Usb_e))
      GadgetToolTip(#Image_0, "Устройство подключено")
      gNumActiveImage=#Im_Usb_e
    Else
      HID::CloseDevice(gDeviceHandle)
      gDeviceHandle=0
      SetGadgetState(#Image_0, ImageID(#Im_Usb_d))
      GadgetToolTip(#Image_0, "Устройство не подключено")
      gNumActiveImage=#Im_Usb_d
      SetGadgetText(#Text_1, "")
      SetGadgetText(#Text_4, "")
      SetGadgetText(#Text_7, "")
      SetGadgetText(#Text_10, "")
    EndIf
  EndIf
  
  If Test And gDeviceHandle
    GetInfo(gDeviceHandle)
  EndIf
  
EndProcedure
 
; Загрузка картинок из памяти.
CatchImage(#Im_Usb_d, ?Usb_d)
CatchImage(#Im_Usb_e, ?Usb_e)
CatchImage(#Im_Sun, ?Sun)
CatchImage(#Im_Sun_Cloudy, ?Sun_Cloudy)
CatchImage(#Im_Cloud, ?Cloud)
CatchImage(#Im_Rain, ?Rain)
 
HID::HID_Init() ; Инициализация USB HID библиотеки
 
OpenWindow_0()
SetGadgetState(#Image_0, ImageID(#Im_Usb_d))
Timer1()
 
AddWindowTimer(#Window_0, 0, 1000)
BindEvent(#PB_Event_Timer, @Timer1(), #Window_0, 0)
 
Repeat ; Главный цикл программы.
  Event = WaitWindowEvent()
Until Event = #PB_Event_CloseWindow
 
HID::HID_End()
 
End
 
DataSection
  Usb_d:
  IncludeBinary "Files\usb_d.ico"
  Usb_e:
  IncludeBinary "Files\usb_e.ico"
  Sun:
  IncludeBinary "Files\Sun.ico"
  Sun_Cloudy:
  IncludeBinary "Files\Sun_Cloudy.ico"
  Cloud:
  IncludeBinary "Files\Cloud.ico"
  Rain:
  IncludeBinary "Files\Rain.ico"
EndDataSection

Программа устанавливает соединение с USB, периодически считывает данные и отображает их в окне.

Название: ПК.PNG
Просмотров: 5514

Размер: 7.2 Кб

Отображаются данные о давлении в миллиметрах ртутного столба и в гектопаскалях, а так же высота над уровнем моря и температура в градусах по Цельсию. В правом нижнем углу окна, отображается картинка предполагаемой погоды.
К данным о высоте над уровнем моря стоит относится только как к предполагаемым, поскольку они будут верны лишь при условии что давление на уровне моря равно 760 мм. рт. сб.

Исходные файлы и скомпилированные приложение и прошивки (для ATmega8, ATmega88, ATmega168 и ATmega328) находятся в архиве.
При прошивке микроконтроллера нужно задать конфигурацию как на скриншоте (программа AvrProg из AvrStudio 4).

Нажмите на изображение для увеличения
Название: ConfigMK.PNG
Просмотров: 1426
Размер: 7.5 Кб
ID: 3055

Метки avr, bascom, purebasic, usb, микроконтроллер

Размещено в Микроконтроллеры

« Пишем драйвер на PureBasic Главная страница STM32F103C8T6 - Timer DMA GPIO »

Надоела реклама? Зарегистрируйтесь и она исчезнет полностью.

Всего комментариев 8

Комментарии

...стоило бы добавить, что сам датчик имеет I2C интерфейс и его можно подключить через примитивную схему любым USB/UART конвертором, либо использовать специализированную FT201X, не прибегая таким образом к программированию нижнего уровня (написанию прошивки под МК), и обойтись ПО верхнего уровня.

Запись от raxper размещена 25.02.2015 в 07:57 raxper вне форума

	Также могу добавить, что вывод десятых долей мм. рт. ст. тут излишен, не надейтесь на такую точность. Можно спокойно округлять до нескольких единиц, а то и до десятка мм. рт. ст.
	Запись от Rius размещена 26.02.2017 в 16:37

	А на кой писать на бейсике просветите?
	Запись от Avazart размещена 26.02.2017 в 16:56

Не по теме:

Сообщение от Avazart

А на кой писать на бейсике просветите?

Странный вопрос? :D
Следуя логике можно было спросить "зачем говорить на русском, английском, китайском и др. языке?"...

Задача решена довольно простыми средствами. Разве этого не достаточно?

Запись от locm размещена 26.02.2017 в 18:33 locm на форуме

	Ну если ты в России говорить на китайском все же странно, нет? Т.е почему не на Си/ASM ? На нем обычно пишут или я ошибаюсь?
	Запись от Avazart размещена 26.02.2017 в 18:55

Сообщение от Avazart

Т.е почему не на Си/ASM ? На нем обычно пишут или я ошибаюсь?

Языков много и каждый пишет на чем ему удобнее или больше нравится. Например программируя на Си или ASM для AVR нужно хорошо знать имена и назначение всех регистров и их битов. Bascom позволяет разрабатывать программы без этих знаний.

Запись от locm размещена 26.02.2017 в 20:09 locm на форуме

Bascom позволяет разрабатывать программы без этих знаний.

Я это и спрашиваю, просто личное предпочтение или есть какое-то преимущество.

Запись от Avazart размещена 26.02.2017 в 22:28 Avazart вне форума

	Скорее личное предпочтение.
	Запись от locm размещена 26.02.2017 в 23:41

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Асинхронный приём данных из COM-порта Argus19 01.05.2026 Асинхронный приём данных из COM-порта Купил на aliexpress термопринтер QR701. Он оказался странным. Поключил к Arduino Nano. Был очень удивлён. Наотрез отказывается печатать русские буквы. Чтобы. . .	попытка написать игровой сервер на C++ pyirrlicht 29.04.2026 попытка написать игровой сервер на плюсах с открытым бесконечным миром. возможно получится прикрутить интерпретатор питон для кастомизации игровой логики. что есть на текущий момент:. . .	Контроль уникальности выбранного документа-основания при изменении реквизита Maks 28.04.2026 Алгоритм из решения ниже разработан на примере нетипового документа "ЗаявкаНаРемонтСпецтехники", разработанного в КА2. Задача: уведомлять пользователя, если указанная заявка (документ-основание). . .	Благородство как наказание Maks 24.04.2026 У хорошего человека отношения с женщинами всегда складываются трудно. А я человек хороший. Заявляю без тени смущения, потому что гордиться тут нечем. От хорошего человека ждут соответствующего. . .
Валидация и контроль данных табличной части документа перед записью Maks 22.04.2026 Алгоритм из решения ниже реализован на примере нетипового документа, разработанного в КА2. Задача: контроль и валидация данных табличной части документа перед записью с учетом регламента компании. . .	Отчёт о затраченных материалах за определенный период с макетом печатной формы Maks 21.04.2026 Отчёт из решения ниже размещён в конфигурации КА2. Задача: разработка отчёта по затраченным материалам за определённый период, с возможностью вывода печатной формы отчёта с шапкой и подвалом. В. . .	Отчёт о спецтехнике находящейся в ремонте Maks 20.04.2026 Отчёт из решения ниже размещен в конфигурации КА2. Задача: отобразить спецтехнику, которая на данный момент находится в ремонте. Есть нетиповой документ "Заявка на ремонт спецтехники" который. . .	Памятка для бота и "визитка" для читателей "Semantic Universe Layer (Слой семантической вселенной)" Hrethgir 19.04.2026 Сгенерировано для краткого описания по случаю сборки и компиляции скелета серверного приложения. И пусть после этого скажут, что статьи сгенерированные AI - туфта и не интересно. И это не реклама -. . .

Сообщение форума

Отменить изменения