DIY一个Arduino温度数据记录仪

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发表于 2018-7-4 17:05:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
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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.h>
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 <SD.h>
#include <SPI.h>
#include <DS3231.h>
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 <SD.h>
#include <SPI.h>
#include <DS3231.h>
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。
(原文发表于ASPENCORE旗下EDN姐妹社区面包板博客,参考链接:https://www.mianbaoban.cn/blog/3862649-204089.html

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