USBaspボードの「スマートホーム」にある6つのアプリケーション。 USBaspのカスタム使用

完成したデバイスを購入するほうが、自分で組み立てるよりも安い場合があります。 はい、そして自家製のデバイスは常にではなく、誰もがきれいに見えるとは限りません。それは、機器/材料の入手可能性と手の直接性に依存します。



Atmelマイクロコントローラーまたは少なくともArduinoに精通しているユーザーは、Ebayで約3ドルかかる安価なUSBaspプログラマーをよく知っているでしょう。

USBasp 2.0-3.3ボルトの安定装置付き。

USBasp 3.0は、スタビライザーのない小さなボードです。 また、コネクタにはPD0およびPD1ポート（ハードウェアUART）がありませんでした。手に持っていないため、ここでは考慮しません。



以下では、USBaspプログラマーをI2C-USBアダプターに変換する方法、湿度および温度センサーの読み取り方法、入力/出力（PIO）、RS232-USBポートの簡単なセットの取得方法、およびワイヤレスセンサーと制御用のnRF24L01-USBデバイスの作成方法について説明しますデバイス。 Arduinoを愛する人のために、USBaspをブレッドボードとして使用してArduino IDEでプログラミングし、プロジェクトでは一般的なV-USBライブラリを使用してソフトウェア実装でUSBを操作します。



ファームウェアを含むアーカイブは、記事の最後にダウンロードできます。 私は意図的にここに私のプロジェクトへの直接リンクを公開しません-あなたはそれらをアーカイブで見つけるでしょう。

USBaspプログラマーデバイス

プログラマは少数のパーツで構成されています。 プログラマーの頭脳はAtmega8マイクロコントローラーで、これは8 KBのフラッシュメモリと1 KBのRAM（SRAM）のみを備えています。現代の標準では弱いマイクロコントローラーのようですが、それでできることはたくさんあります.USB m / cの機能により、周波数で動作します12 MHz したがって、ファームウェアを作成するときは、これを考慮する必要があります。



USBaspには、マイクロコントローラーの6ピンが出力される10ピンコネクターがあります：PB5（SCK）、PB4（MISO）、PB3（MOSI、PWM）、PB2（PWM）、PD0（RXD）、PD1（TXD）電源5vまたは3.3vこれは、ジャンパーJP1によって切り替えられます。



このボードにはPC0およびPC1ピンに2つのLEDが内蔵されており、PB0、PB1およびPD2 m / kピンはUSBソフトウェアに使用され、PC2はJP3ジャンパーに接続されます。

デバイス図は、記事の最後のアーカイブにあります。

ボードへのブートローダーのインストール

サードパーティのプログラマなしでファームウェアをすばやく変更するには、USBaspLoaderブートローダーをインストールできます。

残念ながら、ブートローダーは2 KBのフラッシュメモリを使用しますが、ほとんどのアプリケーションでは、残りの6 KBで十分です。

ブートローダーのインストール：

Arduinoをプログラマとして使用するプログラミングチーム：

avrdude -c avrisp -P COM1 -b 19200 -p m8 -U flash:w:boot_m8.hex -U hfuse:w:0xc0:m -U lfuse:w:0x9f:m -U lock:w:0x2f:m
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

別のUSBaspを介したプログラミングコマンド：

 avrdude -c usbasp -p m8 -U flash:w:boot_m8.hex -U hfuse:w:0xc0:m -U lfuse:w:0x9f:m -U lock:w:0x2f:m
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

その後、プログラマーなしで標準コマンドを使用してファームウェアをアップロードできます。

 avrdude -c usbasp -p m8 -U flash:w:_.hex
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

USBaspLoaderがインストールされたデバイスにファームウェアを「アップロード」するには、ジャンパーJP3をインストールする必要があります。ジャンパーJP3は、デバイスをプログラミングモードにし、ジャンパーJP2の電源ジャンパー（JP1）に最も近い接点を接地してデバイスをリセットします。

Arduino IDEでブレッドボードとしてUSBaspを使用する

Arduino IDEのファームウェア（バージョン1.0.xでテスト済み）の場合、board.txtファイルに次のテキストを入力する必要があります。

  atmega8usb.name=ATmega8 USB 12 MHz atmega8usb.upload.protocol=arduino atmega8usb.upload.maximum_size=6144 atmega8usb.upload.speed=19200 atmega8usb.bootloader.low_fuses=0x9f atmega8usb.bootloader.high_fuses=0xc0 atmega8usb.bootloader.path=atmega8 atmega8usb.bootloader.file=boot_m8.hex atmega8usb.bootloader.unlock_bits=0x3F atmega8usb.bootloader.lock_bits=0x2F atmega8usb.build.mcu=atmega8 atmega8usb.build.f_cpu=12000000L atmega8usb.build.core=arduino atmega8usb.build.variant=standard
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

その後、Arduino IDEで、登場したボードATmega8 USB 12 MHzを選択できます。 ファームウェアは「プログラマーを使用してダウンロード」メニューから実行されます。



Arduinoの番号付けに使用可能なピン：13（SCK）、12（MISO）、11（MOSI、PWM）、10 PB2（PWM）、1（TXD）、0（RXD）デジタルピン14および15もLEDの制御に使用可能ボード上。



Arduino V-USBのライブラリを使用してUSBインターフェイスを使用することもできますが、Cよりも少ないオプションがあります。

nRF24L01-USB

nRF24L01 / nRF24LE1とnRF24L01-USBデバイスを搭載したコンピューターとの間でデータを交換できます。 理論的には、nRF24L01 / nRF24LE1に基づいて最大22個のクライアント（32バイトの送信パケット）がサポートされていますが、これまでのところ実際には3であることが確認されています。 1kb。受信パケットのサイズは最大32バイトで、送信サイズは4バイトです。この制限は、V-USBライブラリの操作方法と関連しています。

nRF24L01-USBアダプターの動作は、クライアントが異なる時間にデータを送受信するときのタイムシェアリングに基づいています。 多数の顧客の場合、ポーリング時間は長くなります。 リアルタイムのデータ交換の場合、クライアントの数は最小でなければなりません。 これまでのところ、デバイスにはいくつかの欠点がありますが、これは解決されたと思います。

データを管理、読み取り、送信するためのクライアントユーティリティはLinuxとWindowsの両方で機能しますが、残念ながらこれまでのところ、受信したデータを設定するにはコンパイルが必要です。 ユーティリティを介した利便性、設定、デバッグのために、チャネル、速度を変更し、ハードウェアの確認を有効/無効にし、無線モジュールのレジスタを直接操作できます。

このデバイスは、ワイヤレスセンサーやスマートホームシステムの制御に使用できます。

ところで、315または433 MHzの周波数のattiny13に基づくワイヤレス湿度および温度センサーのバリアントが以前に開発およびテストされましたが、これは別のトピックです。

RS232-USB

USBaspプログラマーに基づいて、 cdc-232プロジェクトに基づいてRS232-USBアダプターデバイスを作成できます。

FT232RLチップまたは他のusb-uartコンバーターがないArduinoボードのプログラミングに適しています。

PIO-USB

プログラマのコネクタに出力される6つのピンは、通常のPIOピンとして使用して、LEDとリールを「プル」したり、ポートの論理ステータスを読み取ったりできます。 記事の最後にあるアーカイブには、私のバージョンのPIO-USBがあります。これは、湿度センサーDHT11 / DHT22を読み取り、433/315 MHzの無線送信機を接続する場合、ソケット/シャンデリアを制御するコードをブロードキャストすることもできます。 接続される湿度センサーの数が増え、バグが修正される新しいバージョンが計画されています。

DS18B20-USB

プログラマーは、いくつかのDS18B20温度センサーを使用するように「教える」ことができます（たとえば、 USBTempプロジェクトを使用します）。

PIO-USBとの統合と同様に、デバイスの回路とファームウェアを実装するためのその他のオプションがあります。

残念ながら、ファームウェアのサイズが原因で、USBaspLoaderを介してダウンロードすることはできません。

I2C-USB

このデバイスを使用すると、ほとんどすべてのi2cデバイスをコンピューターに接続でき、LinuxとWindows XPの両方でテスト済みで、ファームウェアは有名なi2c tiny usbプロジェクトに基づいています。

私のデバイスの使用例：

読み取り圧力センサーBMP085。

MCP23017ポートエクスパンダーによるチップの管理により、コンピューター上でほぼ同じPIOを取得します。

EEPROMメモリのプログラミング、特定の特定のセンサーの読み取り、FMレシーバーの制御など、多くのアプリケーションがあります。



もちろん、これらは非標準の機能でプログラマーを使用するためのすべてのオプションとはほど遠いものです。



サードパーティプロジェクトのすべてのソースコードは、公式Webサイトで見つけることができます。 記事の最後にあるアーカイブには、USBaspボードの出力に適合したファームウェアがあります。



ファームウェアでアーカイブ： usbasp.zip



UPD： 「Raspberry PIおよびUSBaspを介したnRF24LE1のプログラミング」の記事でのUSBaspの別の使用法。