Как сделать регистратор данных влажности и температуры в реальном времени с Arduino UNO и SD-картой - Моделирование регистратора данных DHT11 в Proteus: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Вступление:

привет, это Liono Maker, вот ссылка на YouTube. Мы делаем креативный проект с Arduino и работаем над встраиваемыми системами.

Регистратор данных:

Регистратор данных (также регистратор данных или регистратор данных) - это электронное устройство, которое записывает данные с течением времени с помощью встроенного инструмента или датчика или с помощью внешних инструментов и датчиков. Обычно они небольшие, с батарейным питанием, портативные и оснащены микропроцессором, внутренней памятью для хранения данных и датчиками. Некоторые регистраторы данных взаимодействуют с персональным компьютером и используют программное обеспечение для активации регистратора данных, просмотра и анализа собранных данных, в то время как другие имеют устройство локального интерфейса (клавиатура, ЖК-дисплей) и могут использоваться как автономное устройство.

В этом проекте я использую регистратор данных с SD-картой для хранения данных на SD-карте с Arduino.

DHT11:

DHT11 - это недорогой цифровой датчик для измерения температуры и влажности. Этот датчик можно легко подключить к любому микроконтроллеру, например, Arduino, Raspberry Pi и т. Д., Для мгновенного измерения влажности и температуры. Датчик влажности и температуры DHT11 доступен как датчик и как модуль. Разница между этим датчиком и модулем заключается в подтягивающем резисторе и светодиоде включения. DHT11 - датчик относительной влажности. Для измерения окружающего воздуха этот датчик использует термостат и емкостной датчик влажности.

работа DHT11:

Датчик DHT11 состоит из емкостного чувствительного элемента влажности и термистора для измерения температуры. Конденсатор, чувствительный к влажности, имеет два электрода с влагоудерживающей подложкой в качестве диэлектрика между ними. Изменение значения емкости происходит при изменении уровня влажности. Измерение IC обрабатывает эти измененные значения сопротивления и преобразует их в цифровую форму.

Для измерения температуры в этом датчике используется термистор с отрицательным температурным коэффициентом, который вызывает уменьшение значения его сопротивления с повышением температуры. Чтобы получить большее значение сопротивления даже при малейшем изменении температуры, этот датчик обычно изготавливается из полупроводниковой керамики или полимеров.

Температурный диапазон DHT11 составляет от 0 до 50 градусов Цельсия с точностью до 2 градусов. Диапазон влажности этого датчика от 20 до 80% с точностью 5%. Частота дискретизации этого датчика составляет 1 Гц. он дает одно показание в секунду. DHT11 имеет небольшие размеры с рабочим напряжением от 3 до 5 вольт. Максимальный ток, используемый при измерении, составляет 2,5 мА.

Датчик DHT11 имеет четыре контакта - VCC, GND, Data Pin и неподключенный контакт. Для связи между датчиком и микроконтроллером предусмотрен подтягивающий резистор от 5 кОм до 10 кОм.

Модуль Micro SD-карты:

Модуль (адаптер Micro SD-карты) представляет собой модуль чтения карт Micro SD, через файловую систему и драйвер интерфейса SPI, систему SCM для завершения чтения файла и записи Micro SD-карты. Пользователи Arduino могут напрямую использовать Arduino IDE, которая поставляется с библиотечной картой SD-карты для завершения инициализации и чтения

Шаг 1:

Программное обеспечение и схема Fritzing:

В этом уроке мы используем программное обеспечение fritzing для создания нашего проекта. это программное обеспечение широко используется создателями во всем мире.

мы используем DHT11 и модуль Micro SD-Card для создания нашей принципиальной схемы с Arduino UNO.

Датчик DHT 11 имеет 4 или 3 ножки, которые используются. Вот подробное описание того, как подключить датчик температуры и влажности к Arduino UNO.

/*------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Arduino UNO: Датчик DHT11:

GND GND

5 Вольт 5 Вольт

Контакт # 2, сигнал

N / A не используется (4-й контакт датчика при наличии)

/*------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

мы используем модуль Micro SD-карты с Arduino UNO и DHT11.

Модуль SD-карты имеет всего 6 контактов, вот подробности о том, как взаимодействовать между модулем Micro SD-карты и Arduino UNO.

/*-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Arduino UNO: Модуль Micro SD-карты:

GND GND

5 Вольт 5 Вольт

пин 13 часы пин

вывод 12 MISO

вывод 11 MOSI

контакт 4 CS (определяется в кодировке Arduino)

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

Шаг 2:

Моделирование в Proteus:

В этом руководстве мы используем Proteus Software для моделирования нашего проекта (регистратор данных).

Proteus Design Suite уникален тем, что предлагает возможность совместного моделирования кода микроконтроллера как высокого, так и низкого уровня в контексте моделирования схем SPICE в смешанном режиме. Эта программа широко используется в различных творческих проектах. например Proteus используется для изготовления принципиальной схемы и профессиональных печатных плат. и многие другие цели, которые у него есть. Программное обеспечение Proteus также используется для моделирования цепей, например симуляции с датчиками и микроконтроллерами, а также семейство Arduino.

В этом руководстве мы используем SD-карту и DHT11 для создания регистратора данных или регистратора данных.

как начать симуляции:

Во-первых, мы должны составить нашу принципиальную схему, а затем написать кодировку Arduino (приведенную ниже). после написания кода для Arduino мы должны создать «шестнадцатеричный файл» (приведенный ниже), который используется в Arduino UNO в Proteus Simulation.

как загрузить шестнадцатеричный файл на Arduino UNO:

Во-первых, скомпилируйте код Arduino в Arduino IDE. Второй шаг - создать шестнадцатеричный файл, для этого зайдите в «файл» в Arduino IDE и выберите «Настройки», а затем перейдите в «компиляцию» и выберите его. Щелкните ОК. Снова скомпилируйте код Arduino и скопируйте шестнадцатеричный файл отсюда, как показано в моем видео.

На схеме Proteus Circuit щелкните правой кнопкой мыши Arduino UNO, после чего вы увидите новое открывающееся окно, затем выберите здесь «Редактировать свойство». выберите панель файлов и «вставьте» сюда файл Arduino Coding HEX.

как загрузить файл изображения на SD-карту в Proteus:

Выберите свою SD-карту в Proteus и щелкните ее правой кнопкой мыши, и мы увидим новое открывающееся окно, выберите здесь «редактировать свойство». затем перейдите на панель файлов и выберите 32 ГБ памяти карты. скопируйте расположение файла изображения со своего компьютера, вставьте его в панель файлов, затем напишите косую черту и введите имя файла. это полный способ написать здесь ссылку на файл.

После завершения загрузки шестнадцатеричного файла и файла изображения на SD-карту мы просто должны убедиться, что в нашей принципиальной схеме нет ошибок. Нажмите кнопку "играть" в левом нижнем углу Proteus. ваша симуляция запущена. как показано на видео. И показано на картинках.

Шаг 3:

как загрузить и построить график данных в реальном времени в EXCEL:

В этом проекте мы используем SD-карту для наших данных в файле ".txt". Выньте SD-карту из модуля SD-Card. и подключите его к компьютеру. мы увидим txt файл, содержащий значения температуры и влажности в реальном времени, проходящие через датчик.

Откройте ваш EXCEL на вашем компьютере и затем перейдите в «данные». затем переходим в «вставить TXT». выберите файл txt на своем компьютере и введите его в программу Excel.

выберите «вставить», затем перейдите к «линейному графику». Сделайте линейный график с помощью Excel. здесь мы делаем два графика, потому что у нас есть два столбца значений влажности и температуры.

Шаг 4:

Загрузите файл HEX, файл изображения и код Arduino из rar:

Я загружаю файл "GGG.rar", в котором

1- текстовый файл

2- шестнадцатеричный файл

3- файл образа для SD-карты