Kā izveidot mitruma un temperatūras reālā laika datu ierakstītāju, izmantojot Arduino UNO un SD karti - DHT11 datu reģistrētāja simulācija Proteus: 5 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Ievads:

Sveiki, tas ir Liono Maker, šeit ir YouTube saite. Mēs kopā ar Arduino veidojam radošu projektu un strādājam pie iegultām sistēmām.

Datu reģistrētājs:

Datu reģistrētājs (arī datu reģistrētājs vai datu ierakstītājs) ir elektroniska ierīce, kas laika gaitā reģistrē datus, izmantojot iebūvētu instrumentu vai sensoru vai izmantojot ārējus instrumentus un sensorus. Tie parasti ir mazi, ar baterijām darbināmi, pārnēsājami un aprīkoti ar mikroprocesoru, iekšējo atmiņu datu glabāšanai un sensoriem. Daži datu reģistrētāji savienojas ar personālo datoru un izmanto programmatūru, lai aktivizētu datu reģistrētāju un skatītu un analizētu apkopotos datus, savukārt citiem ir lokāla saskarnes ierīce (tastatūra, LCD), un tos var izmantot kā atsevišķu ierīci.

Šajā projektā es izmantoju datu reģistrētāju ar SD karti, lai uzglabātu datus SD kartē ar Arduino.

DHT11:

DHT11 ir lēts digitālais sensors temperatūras un mitruma noteikšanai. Šo sensoru var viegli savienot ar jebkuru mikrokontrolleri, piemēram, Arduino, Raspberry Pi utt …, lai uzreiz izmērītu mitrumu un temperatūru. DHT11 mitruma un temperatūras sensors ir pieejams kā sensors un kā modulis. Atšķirība starp šo sensoru un moduli ir pievilkšanas rezistors un ieslēgšanas gaismas diode. DHT11 ir relatīvā mitruma sensors. Apkārtējā gaisa mērīšanai šis sensors izmanto termostatu un kapacitatīvu mitruma sensoru.

DHT11 darbība:

DHT11 sensors sastāv no kapacitatīva mitruma sensora elementa un termistora temperatūras noteikšanai. Mitruma noteikšanas kondensatoram ir divi elektrodi ar mitrumu aizturošu substrātu kā dielektriķi starp tiem. Kapacitātes vērtības izmaiņas notiek, mainoties mitruma līmenim. IC mēra, apstrādā šīs mainītās pretestības vērtības un pārveido tās digitālā formā.

Temperatūras mērīšanai šis sensors izmanto negatīvās temperatūras koeficienta termistoru, kas izraisa tā pretestības vērtības samazināšanos līdz ar temperatūras paaugstināšanos. Lai iegūtu lielāku pretestības vērtību pat pie vismazākajām temperatūras izmaiņām, šo sensoru parasti veido pusvadītāju keramika vai polimēri.

DHT11 temperatūras diapazons ir no 0 līdz 50 grādiem pēc Celsija ar 2 grādu precizitāti. Šī sensora mitruma diapazons ir no 20 līdz 80% ar 5% precizitāti. Šī sensora paraugu ņemšanas ātrums ir 1 Hz., T.i. tas dod vienu lasījumu par katru sekundi. DHT11 ir mazs izmērs ar darba spriegumu no 3 līdz 5 voltiem. Mērīšanas laikā maksimālā strāva ir 2,5 mA.

DHT11 sensoram ir četras tapas- VCC, GND, datu tapa un nav pievienota tapa. Saziņai starp sensoru un mikrokontrolleri ir paredzēts 5k līdz 10k omu pievilkšanas rezistors.

Micro SD karšu modulis:

Modulis (Micro SD karšu adapteris) ir Micro SD karšu lasītāja modulis, izmantojot failu sistēmu un SPI saskarnes draiveri, SCM sistēmu, lai pabeigtu failu lasīšanu un rakstīšanu Micro SD karte. Arduino lietotāji var tieši izmantot Arduino IDE komplektā ar SD kartes bibliotēkas karti, lai pabeigtu inicializēšanu un lasīšanu

1. darbība:

Fritzing programmatūra un shēma:

Šajā apmācībā mēs izmantojam fritēšanas programmatūru, lai izveidotu savu projektu. šo programmatūru visā pasaulē plaši izmanto veidotāji.

mēs izmantojam DHT11 un Micro SD karšu moduli, lai izveidotu shēmu ar Arduino UNO.

DHT 11 sensoram ir 4 vai trīs kājas, kuras tiek izmantotas. šeit ir detalizēta informācija par to, kā sasaistīt temperatūras un mitruma sensoru ar Arduino UNO.

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

Arduino UNO: DHT11 sensors:

GND GND

5 volti 5 volti

2. tapas signāls

N/A netiek izmantots (sensora 4. tapa, ja pieejams)

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

valkājam Micro SD karšu moduli ar Arduino UNO un DHT11.

SD karšu modulim ir 6 kontakti, šeit ir informācija par to, kā sasaistīt Micro SD kartes moduli ar Arduino UNO.

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

Arduino UNO: Micro SD karšu modulis:

GND GND

5 volti 5 volti

pin 13 pulksteņa tapa

pin 12 MISO

pin 11 MOSI

4. tapa CS (definējiet Arduino kodēšanā)

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

2. darbība:

Simulācija Proteus:

Šajā apmācībā mēs izmantojam Proteus programmatūru, lai modelētu mūsu projektu (datu reģistrētājs).

Proteus Design Suite ir unikāls, piedāvājot iespēju simulēt gan augsta, gan zema līmeņa mikrokontrollera kodu jaukta režīma SPICE shēmas simulācijas kontekstā. šo programmatūru plaši izmanto dažādos radošos projektos. piemēram, Proteus izmanto, lai izveidotu shēmu un profesionālu PCB. un daudzi citi mērķi. Proteus programmatūru izmanto arī, lai simulētu shēmas, piem. simulācijas ar sensoriem un mikrokontrolleriem, kā arī Arduino ģimene.

Šajā apmācībā mēs izmantojam SD karti un DHT11, lai izveidotu datu reģistrētāju vai datu ierakstītāju.

kā sākt simulācijas:

Pirmkārt, mums ir jāizveido shēma un pēc tam jāraksta mūsu Arduino kodējums (norādīts zemāk). pēc Arduino kodēšanas rakstīšanas mums jāizveido "hex fails" (norādīts zemāk), kas tiek izmantots Arduino UNO Proteus Simulation.

kā augšupielādēt hex failu Arduino UNO:

Vispirms apkopojiet savu Arduino kodējumu Arduino IDE. Otrais solis ir izveidot hex failu, šim nolūkam dodieties uz "failu" Arduino IDE un atlasiet "Preferences" un pēc tam dodieties uz "apkopojumu", atlasiet to. Noklikšķiniet uz Labi. Atkal apkopojiet savu Arduino kodējumu un nokopējiet hex failu no šejienes, kā parādīts manā videoklipā.

Proteus shēmas diagrammā ar peles labo pogu noklikšķiniet uz Arduino UNO, un tad jūs redzēsit jaunu atvēršanas logu, pēc tam atlasiet šeit "Rediģēt īpašumu". atlasiet failu joslu un "ielīmējiet" šeit Arduino kodēšanas HEX failu.

kā augšupielādēt attēla failu SD kartē programmā Proteus:

Proteusā atlasiet savu SD karti un ar peles labo pogu noklikšķiniet uz tās, un mēs redzēsim jaunu atvēršanas logu, šeit atlasiet "rediģēt īpašumu". pēc tam dodieties uz failu joslu un izvēlieties 32 GB atmiņas karti. nokopējiet attēla faila atrašanās vietu no datora, ielīmējiet to failu joslā, pēc tam ierakstiet slīpsvītru un ievietojiet faila nosaukumu. tas ir pilnīgs veids, kā šeit uzrakstīt faila saiti.

pēc sešstūra faila un attēla faila augšupielādes SD kartē mēs tikai pārliecināmies, vai mūsu shēmā nav kļūdu. Noklikšķiniet uz pogas "atskaņot" Proteus kreisajā apakšējā stūrī. jūsu simulācija ir sākta. kā parādīts video. Un parādīts attēlos.

3. darbība:

kā augšupielādēt un izveidot reāllaika datu grafiku EXCEL:

Šajā projektā mēs izmantojam SD karti saviem datiem ".txt" failā. izņemiet SD karti no SD kartes moduļa. un savienojiet to ar datoru. mēs redzēsim txt failu ar temperatūras un mitruma reālā laika datu vērtībām, kas nokļūst caur sensoru.

Atveriet datorā savu EXCEL un pēc tam dodieties uz "datiem". pēc tam dodieties uz "ievietot TXT". datorā atlasiet txt failu un ievadiet to Excel programmatūrā.

izvēlieties "ievietot", pēc tam dodieties uz "līniju diagramma". Izveidojiet līniju diagrammu ar Excel. šeit mēs veidojam divus grafikus, jo mums ir divas kolonnas ar mitruma un temperatūras datu vērtībām.

4. solis:

Lejupielādējiet HEX failu un attēla failu un Arduino kodēšanu no rar:

Es augšupielādēju "GGG.rar" failu, kurā ir

1- Txt fails

2- Hex fails

3 attēla fails SD kartei