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原创 如何制作一个Arduino温度数据记录仪

2017-5-4 23:08 507 0 分类: MCU/ 嵌入式


在本项目中,我们将使用Arduino开发板制作一个温度数据记录仪,该设备从温度传感器LM35获取温度值,并从DS3231实时时钟模块获取时间。然后我们将使用mini SD卡模块将这些值存储在SD卡文件中。之后,我们从PC访问该文件,并在Microsoft Excel中创建这些数值的图表。


所需组件


该项目所需的组件如下

● Arduino Uno开发板

● DS3231实时时钟模块

● mini SD卡模块

● LM35温度传感器

● 连接导线

● 面包板


电路原理图


Arduino开发板与DS3231时钟模块的连接方式如下所示

● DS3231的GND连接到Arduino的GND

● DS3231的VCC连接到Arduino的5V引脚

● DS3231的SDA连接到Arduino上的A4

● DS3231的SCL连接到Arduino的A5


Arduino开发板与SD卡模块的连接方式如下所示

● mini SD卡模块的CS连接到Arduino的数字引脚10

● mini SD卡模块的SCK连接到Arduino的数字插针13

● mini SD卡模块的MOSI连接到Arduino的数字引脚11

● mini SD卡模块的MISO连接到Arduino的数字引脚12

● Mini SD卡模块的VCC连接到Arduino的数字5V

● Mini SD卡模块的GND连接到Arduino的数字GND


Arduino开发板与LM35温度传感器的连接方式如下所示

● LM35的VCC引脚连接到Arduino的5V引脚

● LM35的OUT引脚连接到Arduino的A0

● LM35的GND引脚连接到Arduino的GND



工作原理


LM35温度传感器以模拟方式输出信号。我们需要使用ADC转换此输出,以便能够测量温度。 Arduino开发板内置了一个ADC,通过它可以将LM35的输出转换成温度值。


DS3231时钟模块通过I2C通信连接到Arduino。因此,我们只需要将DS3213上的SCL和SDA引脚与Arduino连接,模块就会开始通信。该模块有一个独立的电池,使得其在即使它没有Arduino供电时也能正常运行。


然后使用SD卡模块将温度和时间存储在SD卡中。 SD卡模块将打开SD卡并在里面存储数据。之后,我们在PC上打开该文件,并且在Microsoft Excel中使用这些值生成一个图表。


注意:如果您是第一次使用DS3231模块,则必须先设置时间和数据。要实现这一点,请根据您的时间更改代码中的时间和日期,并上传以下代码:


时间设定代码


#include 

DS3231 rtc(SDA, SCL);




void setup()

{

rtc.begin();

rtc.setDOW(WEDNESDAY);

rtc.setTime(12, 0, 0);

rtc.setDate(1, 1, 2014);

}




void loop()

{

}

代码


#include 

#include

#include

File data_file;

DS3231 rtc(SDA, SCL);




const int lm35_pin = A0;

int temperature;

int chip_select_pin = 10; //pin 53 for arduino mega 2560




void setup() {

Serial.begin(9600);

rtc.begin();

pinMode(lm35_pin, INPUT);

pinMode(chip_select_pin, OUTPUT);

if (SD.begin())

{

Serial.println("Initialization Successful. Ready to use");

} else

{

Serial.println("Initialization failed. Check your pin connections or change your SD card");

return;

}



}




void loop() {

temperature = analogRead(lm35_pin);

temperature = (temperature*500)/1023;

data_file = SD.open("test.txt", FILE_WRITE);

if (data_file) {

Serial.print(rtc.getTimeStr());

data_file.print(rtc.getTimeStr());

Serial.print(",");

data_file.print(",");

Serial.println(temperature);

data_file.println(temperature);

data_file.close();

}



else {

Serial.println("error opening your SD card file. Try again");

}

delay(3000);

}

代码说明


首先,我们包含了mini SD卡模块和DS3231时钟模块所需的库文件。 SD卡模块通过SPI通信连接到Arduino,因此我们包含了SPI库。 之后,我们初始化两个变量以便使用库函数。


#include 

#include

#include

File data_file;

DS3231 rtc(SDA, SCL);

在设置函数中,我们开始与SD卡模块进行通信。 如果一切正常,Arduino将在串行监视器上打印输出“Initialization Successful. Ready to use“,否则将打印输出”Initialization failed. Check your pin connections or change your SD card“。


if (SD.begin())

{

Serial.println("Initialization Successful. Ready to use");

} else

{

Serial.println("Initialization failed. Check your pin connections or change your SD card");

return;

}

LM35温度传感器以模拟形式输出信号,因此首先需要将该模拟输出转换为温度。 然后我们打开SD卡文件“test.txt”。 如果没有该名称的文件,那么Arduino将会创建它。 打开文件后,Arduino将打印输出时间和温度。


temperature = analogRead(lm35_pin);

temperature = (temperature*500)/1023;

data_file = SD.open("test.txt", FILE_WRITE);

if (data_file) {

Serial.print(rtc.getTimeStr());

data_file.print(rtc.getTimeStr());

Serial.print(",");

data_file.print(",");

Serial.println(temperature);

data_file.println(temperature);

data_file.close();

注意:您要选择的文件名必须为8.3格式。 8.3格式的文件名可以类似“data345.txt”,其中“data345”是8个字符串,“.txt”是3个字符的扩展名。 您不能使用比此格式更长的文件名。 如果您是第一次使用该SD卡,建议在使用SD卡之前进行格式化。


如何在Excel中制作图表


要在excel中制作一个图表,打开Microsoft excel并转到数据菜单,点击'从文本'按钮并选择SD卡文件。 然后选择分隔符,然后单击下一步,之后选择逗号并完成向导。


现在,选择所有的数据,然后转到插入菜单,点击'折线图'。 这将会为我们创建出一个图表。


原文地址:https://www.yiboard.com/thread-704-1-1.html


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