USB2.0対応PICを用いたデータロガーの製作 （環境計測） 吉村 肇
ワンチップマイクロコンピュータ 主な種類 PIC、H8、Atmel AVR、ARMなど PIC18f2455 を使用 ・単体でUSB通信機能 ・ＣＰＵ、メモリ、I/Oポート、シリアル通信、A/D変換器 など周辺モジュール ・書き換え自由 ・低消費電力 主な種類 PIC、H8、Atmel AVR、ARMなど PIC18f2455 を使用 ・単体でUSB通信機能 ・整えやすい開発環境 ・低価格
USB2.0 USB・・・最も頻繁にパソコンと周辺機器とをつなぐ 高速シリアル通信 （特徴） ・最大127台の機器を接続 ・ホットプラグ 高速シリアル通信 （特徴） ・最大127台の機器を接続 ・ホットプラグ ・プラグ＆プレイ機能 USB1.1 ・・・転送速度最大12 Mbps キーボード 、マウスなど USB2.0 ・・・転送速度最大480Mbpsと高速 USBメモリ 、 USB外付けHD、デジタルカメラなど
本研究の目的 長時間、一定時間間隔で、測定器からデータを測定・記録する機器 複数の物理量を同時に測定可能 ・データロガーの自作及び性能評価 データロガーで測定・記録 USB2.0対応PIC パソコンでデータ処理・解析
開発環境（ＰＩＣ側） PIC プログラム開発 PICへ書き込み デバイス MPLAB IDE・・・PIC全シリーズに共通に使える「統合開発環境」 C18コンパイラ・・・Ｃ言語コンパイラ ＵＳＢフレームワーク（CDCクラス）・・・USBとRS232-C変換機能 PIC プログラム開発 PICへ書き込み デバイス
自作データロガー （性能） ・測定範囲 0 ～ 5 V ・測定分解能 10 ビット ・測定時間間隔 0.1 ～ 25.6秒 （0.1秒単位） ・測定分解能 10 ビット ・測定時間間隔 0.1 ～ 25.6秒 （0.1秒単位） ・チャンネル数 2 ・携帯性 外部電源 液晶表示板 スイッチ データロガー写真 ・メモリ 64 kbit 2個
USB通信 A/D変換 メモリ コマンド番号 測定値 データロガー パソコン USB コマンド番号に 応じた処理 データ処理 文字列
測定評価 データロガーの性能を評価するため、２つの精度について実験を行った。 ・測定精度 ・時間間隔測定
測定精度１ 基準電圧をもとに、入力データをA/D変換 基準電圧の変動は避ける必要がある。 USB電源 定電圧電源 電圧の変動 大 電圧の変動 大 最大50 mV程 USB電源 電圧の変動 小 最大10 mV程 定電圧電源 外部の定電圧電源より5.00 Vの電圧を基準電圧として供給
測定精度２ 原因 10 mV程の基準電圧の変動 改善 （方法）一定電圧の測定を複数回繰り返す。 最大 5 chの差 標準電圧ICなどを用い、基準電圧の変動1 mV 以下にする必要がある。
時間間隔測定 比較 比較 （方法） メモリに記録されたデータ数 予定したデ ータ数（測定時間÷時間間隔） データ数は、ほぼ一致 誤差 予定したデ ータ数（測定時間÷時間間隔） 比較 誤差 クロックの問題 初期化していない 比較 初期化 測定 データ数は、ほぼ一致
まとめ ることが出来た。 ・測定精度については、標準電圧ICを入れ、chの差 をみる必要がある。 ・操作性・携帯性・データ処理に関して、機能を備え ることが出来た。 ・測定精度については、標準電圧ICを入れ、chの差 をみる必要がある。
終わり
開発環境（パソコン側） ・Visual basicで操作画面を作成 パソコンにデータ転送 ・データ収集 ・解析
データロガーについて データ処理、設定入力 PC USB データロガー A/D変換 測定器 電圧 液晶表示板 chで表示
目次 １．タイトル ２．ワンチップマイクロコピュータ ３．USB2.0 ４．本研究の目的 ５．環境開発(PIC側) ６．自作データロガー １．タイトル ２．ワンチップマイクロコピュータ ３．USB2.0 ４．本研究の目的 ５．環境開発(PIC側) ６．自作データロガー ７．USB通信 ８．測定評価 ９．測定精度１ 10．測定精度２ 11.時間間隔設定 12.まとめ