Termometer uporablja mikrokontroler ATmega32u2 (TQFP32), uporabimo lahko tudi ATmega16u2, ampak priporočam uporabo mikrokontrolerja ATmega32u2, saj ima 32k Flash pomnilnika. USB (USB 2.0 Full-speed) periferija je namenjena tudi programiranju, saj ima mikrokontroler že naložen DFU bootloader. Programiramo ga s programom FLIP. To pomeni, da za programiranje ne potrebujemo AVR programatorja. Mikrokontroler že ima vgranjeno USB periferijo, zato ne potrebuje USB-UART mostičnega integriranega vezja (FTDI in podobno). Uporabljena sta dva digitalna temperaturna senzorja Slike niDS18B20, za zunanjo in notranjo temperaturo. Na vezju je tudi napetostni regulator LM1117-5V 800mA, ki nam služi za zunanje napajanje (Max: 15V). Vezje deluje s taktom 16MHz (uporablja zunanji kristal), ki ga potrebuje mikrokontroler za delovanje USB komunikacije. Na USB povezavah morajo biti vezani upori vrednosti 22ohm (+ / - 5%), saj služijo preprečevanju motenj. Za pravilno delovanje USB komunikacije ne smemo pozabiti na keramični kondenzator Ucap 1µF (+ / - 10%) in elektrolitski kondenzator 22µF. Vezje ima štiri tipke, HWB, Reset, tipka za vklop in izklop osvetlitve LCD prikazovalnika in tipka za vklop in izklop USB to Serial povezave. Za prikaz meritev je uporabljen 16×2 LCD prikazovalnik.

1. SVET ELEKTRONIKE 379_2011
GENERALNI ZASTOPNIK
ZA SLOVENIJO
AX ELEKTRONIKA d.o.o.
Pot heroja Trtnika 45,
1000 Ljubljana
tel.: 01 549 14 00
internet: www.svet-el.si,
e-mail: stik@svet-el.si
BeeProg+BeeProg+ je univerzalni programator
naslednje generacije, ki se mu nadgrajuje
le programska oprema in dodaja podpora
novim komponentam. Posodobitve so
brezplačne in sproti sledijo
dogajanju na področju
programabilnih elektronskih
vezij.
Mikrokontroler že ima vgranjeno USB
periferijo, zato ne potrebuje USB-
UART mostičnega integriranega vezja
(FTDI in podobno). Uporabljena sta
dva digitalna temperaturna senzorja
DS18B20, za zunanjo in notranjo tem-
peraturo. Na vezju je tudi napetostni
regulator LM1117-5V 800mA, ki nam
služi za zunanje napajanje (Max: 15V).
Vezje deluje s taktom 16MHz (upo-
rablja zunanji kristal), ki ga potrebuje
mikrokontroler za delovanje USB ko-
SAMOGRADNJE
USB LCD Termometer ATmega32u2
Avtor: Luka PengerAvtor: Luka Penger
E-pošta:E-pošta: Luka.penger@siol.neLuka.penger@siol.net
Termometer uporablja mikrokontroler ATmega32u2 (TQFP32), uporabimo lahko tudi ATmega16u2, ampak
priporočam uporabo mikrokontrolerja ATmega32u2, saj ima 32k Flash pomnilnika. USB (USB 2.0 Full-speed)
periferija je namenjena tudi programiranju, saj ima mikrokontroler že naložen DFU bootloader. Programiramo
ga s programom FLIP. To pomeni, da za programiranje ne potrebujemo AVR programatorja.
munikacije. Na USB povezavah morajo
biti vezani upori vrednosti 22ohm (+ /
- 5%), saj služijo preprečevanju motenj.
Za pravilno delovanje USB komunikaci-
je ne smemo pozabiti na keramični kon-
denzator Ucap 1μF (+ / - 10%) in elek-
trolitski kondenzator 22μF. Vezje ima
štiri tipke, HWB, Reset, tipka za vklop
in izklop osvetlitve LCD prikazovalnika
in tipka za vklop in izklop USB to Serial
povezave. Za prikaz meritev je upora-
bljen 16×2 LCD prikazovalnik.
MERJENJE TEMPERATURE S
SENZORJEM DS18B20
Za branje temperature je uporabljen
senzor DS18B20. Temperaturni senzor
18B20 izdeluje podjetje Dallas semi-
conductors. Merjenje temperature je
možno v razponu od -55°C do +125°C
z natančnostjo +/- 0,5°C (od -10°C
do +85°C). Napajamo ga z napetostjo
od 3,0V do 5,5V. Komunikacija s sen-
zorjem je “1-Wire”, kar pomeni, da po
eni liniji oz. vodilu (in masi) pošiljamo
podatke v obe smeri, po določenem
protokolu. Komunikacija je asinhrona
in dvosmerna. Na vodilo lahko hkrati
priključimo eno ali več 1-wire naprav.
Vodilo mora biti v visokem logičnem
stanju, zato moramo uporabiti upor
vrednosti 4,7 kΩ, ki ga povežemo na
napajalno napetost VCC. Vsak sen-
zor ima tudi 64-bitno lastno serijsko
številko, ki služi temu, da lahko na isto
linijo oz. vodilo povežemo več senzor-
jev in potem vemo od katerega prihaja
podatek. Digitalni senzor DS18B20,
omogoča izbiro resolucije 9 do 12
bitno merjenje temperature v °C. Prav

2. 38 SVET ELEKTRONIKE 9_2011
Slika 2: Razpored pinov za Atmega32u2.
tako ima alarm funkcijo, katera se vk-
lopi (senzor pošlje svojo indentifikaci-
jsko številko), ko temperatura pride
izven naprej določenih meja. Senzor
pretvori temperaturo v 12-bitno digi-
talno besedo, vsakih 750ms. Besedo
moramo z določenim algoritmom
pretvoriti v željeno obliko.
Temperaturni senzor DS18b20 je na
voljo v različnih ohišjih, kot so: TO-92,
SO-8 in μSOP-8. Shema je narisana v
programu Altium Designer 10.
TISKANO VEZJE
Vezje je dvostransko, velikost je
enaka velikosti LCD plošče in znaša
37x80mm. Na njem so vsi elementi,
vključeno z LCD prikazovalnikom,
tipkami in konektorji. Elementi so
razporejeni na notranji strani vezja,
vključeno z USB in napajalnim konek-
torjem. Notranjost vezja je hitro dosto-
pna, saj odvijemo 4 vijake in snememo
LCD prikazovalnik.
Domača izdelava tiskanega vezja ni kaj
posebnega in je izvedljiva. Vij je zelo
malo in se jih da lepo zaspajkati.
Slika 4: Pretvorba temperature v podatke.
Slika 3
Slika 5: Blokovna shema DS18B20.
Slika 6: Različna ohišja senzorjev.
SAMOGRADNJE

3. SVET ELEKTRONIKE 399_2011
GENERALNI ZASTOPNIK
ZA SLOVENIJO
AX ELEKTRONIKA d.o.o.
Pot heroja Trtnika 45,
1000 Ljubljana
tel.: 01 549 14 00
internet: www.svet-el.si,
e-mail: stik@svet-el.si
SmartProg2SmartProg2 je vsestranski 40-pinski
programator z ISP izbiro in z USB
povezavo na PC, kvaliteten hardver je
nadpolnjen z vrhunskim programom,
ki kot standarde podpira vse
MS Windows operacijske sisteme
(od WIN.95 do WIN7). Programira
več kot 24100 različnih
mikrokontrolerjev.
Ime Oznaka Oznaka v shemi Opis Število
LCD 16×2 LCD 16×2 LCD LCD 16×2 1
RAD -0.1 22uF C10 Elektrolitski kondenzator 2
0805 100nF C2,C3,C5,C6,C7 Keramični kondenzator 5
0805 1μF C4 Keramični kondenzator 1
0805 33pF C8,C9 Keramični kondenzator 2
0805 LED1 D1 RED LED 1
DC - Connector PWR2.5 J1 Napajalni konektor 1
USB B - Connector 440247 -2 J2 USB 2.0, B Tipa 1
HDR1x3 DS18b20 P1,P2 Letvica, 3 -pin 2
HDR1x2 Jumper P3 Letvica,2 -pin 1
SOT - 23A BC817, 500mA Q1 NPN Tranzistor 1
0805 4k7 R1,R2 Upor 2
0805 22R R6,R7 Upor 2
SMD Trimmer 10k R8 Trimer potenciometer 1
0805 10k R9,R10,R11,R14 Upor 4
0805 1k R12 Upor 1
0805 470R R13 ,R15 Upor 2
Tactile Switch 90 ° HWB S1 Mikrotipka 6×6 90° 1
Tactile Switch 90 ° Reset S2 Mikrotipka 6×6 90° 1
Tactile Switch 90 ° Tipka2 S3 Mikrotipka 6×6 90° 1
Tactile Switch 90 ° Tipka1 S4 Mikrotipka 6×6 90° 1
SOT223 LM1117 -5.0 U1 800mA linearni regulator 1
Seznam elementov
SESTAVLJANJE
Najprej prispajkamo vse manjše SMD
elementje, upore, kondenzatorje,
mikrokontroler in napetostni regula-
tor. Šele potem se lotimo spajkanja
večjih elementov, USB konektor, na-
pajalni konektor, tipke in letvice. Pri
spajkanju mikrokontrolerja je treba
biti pozoren, da je pravilno obrnjen in
da ni kratkih stikov. Paziti je potrebno
tudi na polariteto elektrolitskih kon-
denzatorjev.
POZOR
Ohišje od USB konektorja je prevodno
in je na njem masa (GND). Na konek-
tor je potrebno nalepiti izolacijsko folijo,
zato da ne bo kratkega stika med USB
konektorjem in LCD prikazovalnikom.
SAMOGRADNJE

4. 40 SVET ELEKTRONIKE 9_2011
Slika 7: Shema
SAMOGRADNJE

5. SVET ELEKTRONIKE 419_2011
Slika 11: Tiskano vezje.
KAKO SE POVEZATI
NA MIKROKONTROLER
(DFU MODE)?
Najprej priklopimo vezje (mikrokon-
troler) na USB, preklopiti moramo
v način programiranja preko USB
vmesnika (DFU mode). To naredimo
tako, da pritisnemo tipko HWB in na
kratkopritisnemošetipkoRESET.Nato
tipko HWB spustimo. Računalnik bo
prepoznal mikrokontroler in namestil
gonilnike. Gonilnike za mikrokontroler
lahko tudi prenesete spodaj.
Ko so gonilniki nameščeni v Flipu
Slika 8: Zgornja stran vezja. Slika 9: Spodnja stran vezja.
Slika 10: 3D slika vezja.
37
80
kliknemo ikono
in izberemo
mikrokontroler, ki
ga uporabljamo.
Povežemo se tako,
da kliknemo ikono
in kliknemo
Open. Tako smo
Flip povezali z mikrokontrolerjem.
S klikom Run pretočimo program v
mikrokontroler. Če je mikrokontroler
pravilno sprogramiran se morajo pri
kljukicah pojaviti zeleni krogi.
Da program tudi zaženemo pritis-
nemo in spustimo tipko RESET.
FUNKCIJA OSVETLITVE
OZADJA
Na vezju je NPN tranzistor BC817 v
GENERALNI ZASTOPNIK
ZA SLOVENIJO
AX ELEKTRONIKA d.o.o.
Pot heroja Trtnika 45,
1000 Ljubljana
tel.: 01 549 14 00
internet: www.svet-el.si,
e-mail: stik@svet-el.si
T51prog2T51prog2 je programator je zmožen podpirati programiranje
vseh v tem trenutku znanih mikrokontrolerjev MCS51 serije
(do 40 pinov) in AVR mikrokontrolerjev (8-40 pinov)
z uporabo paralelnega in serijskega algoritma.
SAMOGRADNJE

6. 42 SVET ELEKTRONIKE 9_2011
Slika 13: NPN tranzistor (Q1) za osvetljitev.
SAMOGRADNJE
PP99N-SE
PP101N-SE
PP101N-SE
PP68N-SEPP26N-SEPP5N-SEPP66N-SE
PP69N-SE
PP49N-SE
PP79N-SE
OHISJA
ZA VSE IN VSAKOGAR
za ohišja je možna
obdelava sprednje
in zadnje stranice
www.svet-el.sisi
wwww.svet-el.si
www.sve
www.sve
www.svet-el.si
Slika12: Tiskano vezje.
SOT-23 ohišju s katerim krmilimo na-
pajanje za osvetlitev LCD prikazoval-
nika. S tipko backlight vklopimo in
izklopimo osvetlitev LCD
prikazovalnika. Termom-
eter ima možnost izklopa
in vklopa USB to Serial
povezave s tipko USB.
Program za mikrokon-
troler je napisan v C pro-
gramskemu jeziku, v pro-
gramu za programiranje
AVR Studio 4. Sistem je
zgrajen iz glavnega pro-
grama, v katerem se v
neskončni zanki izvaja iz-
pis izmerjene notranje in zunanje tem-
perature.
USBTOSERIAL IN
PROGRAM
Ko smo sprogramirali mikrokontroler,
priklopimo vezje na USB. Računalnik
bo avtomatsko zaznal napravo Flash-
Electronics USB, potrebno je names-
titi gonilnik FlashElectronics_DRIVER.
inf. Ko smo ga uspešno namestili, se
vam bo v Device Manager (Upravitelj
naprav) pokazala naprava FlashElec-
tronics USB (COMx). Sedaj samo še

7. SVET ELEKTRONIKE 439_2011
Slika 14: Osvetljitev LCD-ja vključena.
Slika 15: USB to Serial Dicsonnected.
Slika 16: USB to Serial Connected.
Slika 17: Prikaz na zaslon.
Slika 18: Upravitelj naprav.
Slika 19: FlashElectronics USB program. 3D slike so narisane v brezplačnem programu Google SketchUp.
SAMOGRADNJE
osvetlitve LCD zaslo-
na. Program tudi
shranjuje tempera-
turo v mapo Temper-
ature, program mapo
ustvari sam. Tempera-
ture se začnejo shran-
jevati, ko kliknemo
gumb OPEN. Da
zaključimo shranje-
vanje moramo klikniti
gumb CLOSE. Shran-
juje na 10 sekund.
Program zapisuje
temperaturo s časom
vsakih 10 sekund.
Program je narejen v
programu Visual Stu-
dio (vb.net).
LITERATURA:
Atmega32u2 datasheet:» http://
atmel.com/dyn/resources/prod_
documents/doc7799.pdf
DS18b20 datasheet:» http://datas
heets.maxim-ic.com/en/ds/DS
18B20.pdf
www.svet-el.siwww.svet-el.si
zaženemo program FlashElectronics.
exe in izberemo port.
Program deluje na Windows 7, Vista
in XP. V polju izberemo COMx port in
kliknemo gumb OPEN, za osvežitev
portov kliknemo gumb R. Program
nam prikazuje notranjo in zunanjo
temperaturo, čas in datum, in status