Jak zrobić rejestrator danych wilgotności i temperatury w czasie rzeczywistym za pomocą Arduino UNO i karty SD - Symulacja rejestratora danych DHT11 w Proteus: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Wstęp:

cześć, tu Liono Maker, oto link do YouTube. Tworzymy kreatywne projekty z Arduino i pracujemy na systemach wbudowanych.

Rejestrator danych:

Rejestrator danych (również rejestrator danych lub rejestrator danych) to urządzenie elektroniczne, które rejestruje dane w czasie za pomocą wbudowanego przyrządu lub czujnika lub za pomocą zewnętrznych przyrządów i czujników. Zazwyczaj są małe, zasilane bateryjnie, przenośne i wyposażone w mikroprocesor, pamięć wewnętrzną do przechowywania danych i czujniki. Niektóre rejestratory danych łączą się z komputerem osobistym i wykorzystują oprogramowanie do aktywacji rejestratora danych oraz przeglądania i analizy zebranych danych, podczas gdy inne mają lokalny interfejs urządzenia (klawiatura, wyświetlacz LCD) i mogą być używane jako samodzielne urządzenie.

W tym projekcie używam rejestratora danych z kartą SD do przechowywania danych na karcie SD z Arduino.

DHT11:

DHT11 to niedrogi cyfrowy czujnik do pomiaru temperatury i wilgotności. Ten czujnik można łatwo połączyć z dowolnym mikrokontrolerem, takim jak Arduino, Raspberry Pi itp., aby natychmiast mierzyć wilgotność i temperaturę. Czujnik wilgotności i temperatury DHT11 jest dostępny jako czujnik oraz jako moduł. Różnica między tym czujnikiem a modułem to rezystor podciągający i dioda LED zasilania. DHT11 to czujnik wilgotności względnej. Do pomiaru otaczającego powietrza czujnik ten wykorzystuje termostat i pojemnościowy czujnik wilgotności.

działanie DHT11:

Czujnik DHT11 składa się z pojemnościowego czujnika wilgotności i termistora do pomiaru temperatury. Kondensator wilgotności ma dwie elektrody z podłożem zatrzymującym wilgoć jako dielektrykiem między nimi. Zmiana wartości pojemności następuje wraz ze zmianą poziomu wilgotności. Mierzy IC, przetwarza te zmienione wartości rezystancji i zmienia je na postać cyfrową.

Do pomiaru temperatury czujnik ten wykorzystuje termistor o ujemnym współczynniku temperaturowym, co powoduje spadek jego wartości rezystancji wraz ze wzrostem temperatury. Aby uzyskać większą wartość rezystancji nawet przy najmniejszej zmianie temperatury, czujnik ten jest zwykle wykonany z ceramiki półprzewodnikowej lub polimerów.

Zakres temperatur DHT11 wynosi od 0 do 50 stopni Celsjusza z dokładnością do 2 stopni. Zakres wilgotności tego czujnika wynosi od 20 do 80% z dokładnością 5%. Częstotliwość próbkowania tego czujnika wynosi 1 Hz tj. daje jeden odczyt na każdą sekundę. DHT11 jest niewielkich rozmiarów z napięciem roboczym od 3 do 5 woltów. Maksymalny prąd używany podczas pomiaru wynosi 2,5mA.

Czujnik DHT11 posiada cztery piny - VCC, GND, Data Pin oraz niepodłączony pin. Do komunikacji między czujnikiem a mikrokontrolerem przewidziany jest rezystor podciągający o wartości od 5 k do 10 k omów.

Moduł karty Micro SD:

Moduł (Adapter kart Micro SD) to moduł czytnika kart Micro SD, poprzez system plików i sterownik interfejsu SPI, system SCM, aby zakończyć odczyt i zapis na karcie Micro SD. Użytkownicy Arduino mogą bezpośrednio korzystać z Arduino IDE dostarczanego z kartą biblioteki SD, aby zakończyć inicjalizację i odczyt

Krok 1:

Oprogramowanie i schemat Fritzing:

W tym samouczku do wykonania naszego projektu używamy oprogramowania do fritzowania. to oprogramowanie jest powszechnie używane przez twórców na całym świecie.

używamy modułu DHT11 i Micro SD-Card, aby stworzyć nasz schemat obwodu z Arduino UNO.

Czujnik DHT 11 ma 4 lub 3 nogi, które są używane. Oto szczegóły interfejsu czujnika temperatury i wilgotności z Arduino UNO.

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

Arduino UNO: Czujnik DHT11:

GND GND

5-woltowe 5-woltowe

Pin#2 Sygnał

Nie dotyczy (czwarty styk czujnika, jeśli jest dostępny)

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

nosić przy użyciu modułu Micro SD-Card z Arduino UNO i DHT11.

Moduł karty SD ma łącznie 6 pinów, oto szczegóły dotyczące interfejsu modułu karty Micro SD z Arduino UNO.

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

Arduino UNO: Moduł karty Micro SD:

GND GND

5-woltowe 5-woltowe

pin 13 pin zegara

pin 12 MISO

pin 11 MOSI

pin 4 CS (zdefiniuj w kodowaniu Arduino)

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

Krok 2:

Symulacja w Proteusie:

W tym samouczku używamy oprogramowania Proteus do symulacji naszego projektu (rejestrator danych).

Pakiet Proteus Design Suite jest wyjątkowy, ponieważ oferuje możliwość jednoczesnej symulacji kodu mikrokontrolera zarówno wysokiego, jak i niskiego poziomu w kontekście symulacji obwodu SPICE w trybie mieszanym. to oprogramowanie jest szeroko stosowane w różnych kreatywnych projektach. na przykład Proteus służy do tworzenia schematów obwodów i profesjonalnej płytki drukowanej. i wiele innych celów, które ma. Oprogramowanie Proteus służy również do symulacji obwodów m.in. symulacje z czujnikami i mikrokontrolerami, a także rodzina Arduino.

W tym samouczku używamy karty SD i DHT11 do tworzenia rejestratora danych lub rejestratora danych.

jak rozpocząć symulacje:

Najpierw musimy zrobić nasz schemat obwodu, a następnie napisać nasze kodowanie Arduino (podane poniżej). po napisaniu kodowania Arduino musimy stworzyć "plik hex" (podany poniżej), który jest używany w Arduino UNO w Proteus Simulation.

jak wgrać plik hex na Arduino UNO:

Najpierw skompiluj kodowanie Arduino w Arduino IDE. Drugim krokiem jest utworzenie pliku hex, w tym celu przejdź do "pliku" w Arduino IDE i wybierz "Preferencje" a następnie przejdź do "kompilacji", zaznacz go. Kliknij OK. Ponownie skompiluj kodowanie Arduino i skopiuj plik hex stąd, jak pokazano w moim filmie.

Na schemacie obwodu Proteus kliknij prawym przyciskiem myszy Arduino UNO, a następnie zobaczysz nowe okno otwierające, a następnie wybierz tutaj "Edytuj właściwość". wybierz pasek pliku i „wklej” tutaj plik HEX Arduino Coding.

jak wgrać plik obrazu na kartę SD w Proteusie:

Wybierz swoją kartę SD w Proteusie i kliknij ją prawym przyciskiem myszy, a zobaczymy nowe okno otwierające, wybierz tutaj "edytuj właściwość". następnie przejdź do paska plików i wybierz pamięć karty 32 GB. skopiuj lokalizację pliku obrazu z komputera wklej go w pasku pliku, a następnie napisz ukośnik i wpisz nazwę pliku. to jest kompletny sposób na napisanie linku do pliku tutaj.

po zakończeniu wgrywania pliku hex i pliku obrazu na kartę SD, musimy tylko upewnić się, że na naszym schemacie nie ma błędów. Kliknij przycisk „graj” w lewym dolnym rogu Proteusa. Twoja symulacja została rozpoczęta. jak pokazano na filmie. I pokazane na zdjęciach.

Krok 3:

jak wgrać i zrobić wykres danych w czasie rzeczywistym w programie EXCEL:

W tym projekcie używamy karty SD do naszych danych w pliku ".txt". wyjmij kartę SD z modułu SD-Card. i połącz go z komputerem. zobaczymy plik txt z wartościami danych temperatury i wilgotności w czasie rzeczywistym przechodzący przez czujnik.

Otwórz EXCEL na swoim komputerze, a następnie przejdź do "danych". następnie przejdź do "wstaw TXT". wybierz plik txt na swoim komputerze i wstrzyknij go w programie Excel.

wybierz "wstaw", a następnie przejdź do "wykres liniowy". Zrób wykres liniowy w programie Excel. tutaj robimy dwa wykresy, ponieważ mamy dwie kolumny wartości danych wilgotności i temperatury.

Krok 4:

Pobierz plik HEX i plik obrazu oraz kodowanie Arduino z rar:

Przesyłam plik "GGG.rar", który ma

1- plik tekstowy

2-plik szesnastkowy

3- plik obrazu na kartę SD