USB2.0対応PICを用いたデータロガーの製作

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1 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

2 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

3 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　　　

4 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

5 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

6 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 kbit 2個

7 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

8 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

9 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

10 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。

11 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

12 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。　

13 終わり

14 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

15 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

16 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