Hoe vochtigheid en temperatuur realtime datarecorder te maken met Arduino UNO en SD-kaart - DHT11 Datalogger-simulatie in Proteus - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Invoering:

hallo, dit is Liono Maker, hier is de YouTube-link. We maken creatieve projecten met Arduino en werken aan embedded systemen.

Datalogger:

Een datalogger (ook wel datalogger of datarecorder) is een elektronisch apparaat dat gegevens in de loop van de tijd vastlegt met een ingebouwd instrument of sensor of via externe instrumenten en sensoren. Ze zijn over het algemeen klein, werken op batterijen, zijn draagbaar en uitgerust met een microprocessor, intern geheugen voor gegevensopslag en sensoren. Sommige dataloggers hebben een interface met een personal computer en gebruiken software om de datalogger te activeren en de verzamelde gegevens te bekijken en te analyseren, terwijl andere een lokaal interface-apparaat hebben (toetsenbord, LCD) en als stand-alone apparaat kunnen worden gebruikt.

In dit project gebruik ik een datalogger met SD-kaart om gegevens op een SD-kaart op te slaan met Arduino.

DHT11:

DHT11 is een goedkope digitale sensor voor het meten van temperatuur en vochtigheid. Deze sensor kan eenvoudig worden gekoppeld aan elke microcontroller zoals Arduino, Raspberry Pi enz … om onmiddellijk vochtigheid en temperatuur te meten. DHT11 vochtigheids- en temperatuursensor is verkrijgbaar als sensor en als module. Het verschil tussen deze sensor en module is de pull-up weerstand en een power-on LED. DHT11 is een relatieve vochtigheidssensor. Voor het meten van de omgevingslucht maakt deze sensor gebruik van een thermostaat en een capacitieve vochtigheidssensor.

werking van DHT11:

De DHT11-sensor bestaat uit een capacitief vochtigheidssensorelement en een thermistor voor het meten van de temperatuur. De vochtigheidsgevoelige condensator heeft twee elektroden met daartussen een vochthoudend substraat als diëlektricum. Verandering in de capaciteitswaarde treedt op met de verandering in vochtigheidsniveaus. De IC meet, verwerkt deze gewijzigde weerstandswaarden en zet deze om in digitale vorm.

Voor het meten van de temperatuur maakt deze sensor gebruik van een thermistor met een negatieve temperatuurcoëfficiënt, die een verlaging van de weerstandswaarde veroorzaakt bij een stijging van de temperatuur. Om zelfs bij de kleinste temperatuurverandering een grotere weerstandswaarde te krijgen, bestaat deze sensor meestal uit halfgeleiderkeramiek of polymeren.

Het temperatuurbereik van de DHT11 is van 0 tot 50 graden Celsius met een nauwkeurigheid van 2 graden. Het vochtigheidsbereik van deze sensor is van 20 tot 80% met een nauwkeurigheid van 5%. De bemonsteringsfrequentie van deze sensor is 1 Hz, d.w.z. het geeft één lezing voor elke seconde. DHT11 is klein van formaat met een bedrijfsspanning van 3 tot 5 volt. De maximale stroom die wordt gebruikt tijdens het meten is 2,5 mA.

DHT11-sensor heeft vier pinnen: VCC, GND, datapin en een niet-aangesloten pin. Een pull-up weerstand van 5k tot 10k ohm is voorzien voor communicatie tussen sensor en microcontroller.

Micro SD-kaartmodule:

De module (Micro SD-kaartadapter) is een Micro SD-kaartlezermodule, via het bestandssysteem en het SPI-interfacestuurprogramma, SCM-systeem om het bestand te voltooien met het lezen en schrijven van Micro SD-kaart. Arduino-gebruikers kunnen de Arduino IDE rechtstreeks gebruiken met een SD-kaartbibliotheekkaart om de initialisatie te voltooien en te lezen

Stap 1:

Fritzing-software en schema:

In deze zelfstudie gebruiken we fritzing-software om ons project te maken. deze software wordt over de hele wereld veel gebruikt door makers.

we gebruiken DHT11 en Micro SD-kaartmodule om ons schakelschema te maken met Arduino UNO.

DHT 11-sensor heeft 4 of drie poten die worden gebruikt. hier is het detail van hoe de temperatuur- en vochtigheidssensor te koppelen met Arduino UNO.

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

Arduino UNO: DHT11-sensor:

GND GND

5-volt 5-volt

Pin #2 Signaal

N.v.t. niet gebruikt (4e pin van de sensor indien beschikbaar)

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

dragen met behulp van Micro SD-kaartmodule met Arduino UNO en DHT11.

SD-kaartmodule heeft in totaal 6-pins, hier vindt u details over hoe u de Micro SD-kaartmodule met Arduino UNO kunt verbinden.

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

Arduino UNO: Micro SD-kaartmodule:

GND GND

5-volt 5-volt

pin 13 klok pin

pin 12 MISO

pin 11 MOSI

pin 4 CS (definieer in Arduino-codering)

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

Stap 2:

Simulatie in Proteus:

In deze tutorial gebruiken we Proteus Software om ons project (datalogger) te simuleren.

De Proteus Design Suite is uniek omdat het de mogelijkheid biedt om zowel microcontrollercode op hoog als laag niveau te simuleren in de context van een mixed-mode SPICE-circuitsimulatie. deze software wordt veel gebruikt in verschillende creatieve projecten. Proteus wordt bijvoorbeeld gebruikt om schakelschema's en professionele PCB's te maken. en vele andere doelstellingen die het heeft. Proteus Software wordt ook gebruikt om circuits te simuleren, b.v. simulaties met sensoren en microcontrollers, en ook de Arduino-familie.

In deze tutorial gebruiken we SD-kaart en DHT11 om een datalogger of datarecorder te maken.

hoe te beginnen met simulaties:

Eerst moeten we ons schakelschema maken en vervolgens onze Arduino-codering schrijven (hieronder weergegeven). na het schrijven van de Arduino-codering moeten we een "hex-bestand" maken (hieronder weergegeven) dat wordt gebruikt in Arduino UNO in Proteus Simulation.

hoe een hex-bestand op Arduino UNO te uploaden:

Compileer eerst uw Arduino-codering in Arduino IDE. De tweede stap is om een hex-bestand te maken, ga hiervoor naar "bestand" in Arduino IDE en selecteer "Voorkeuren" en ga vervolgens naar de "compilatie", selecteer het. Klik OK. Compileer opnieuw je Arduino-codering en kopieer het hex-bestand vanaf hier zoals weergegeven in mijn video.

Klik in het Proteus-schakelschema met de rechtermuisknop op Arduino UNO en u ziet een nieuw openingsvenster en selecteer hier "Eigenschap bewerken". selecteer de bestandsbalk en "plak" hier het Arduino Coding HEX-bestand.

hoe een afbeeldingsbestand op de SD-kaart in Proteus te uploaden:

Selecteer uw SD-kaart in Proteus en klik er met de rechtermuisknop op en we zullen een nieuw openingsvenster zien, selecteer hier "eigenschap bewerken". ga dan naar de bestandsbalk en selecteer 32GB kaartgeheugen. kopieer de locatie van het afbeeldingsbestand van uw computer, plak het in de bestandsbalk, schrijf vervolgens een schuine streep en plaats de naam van het bestand. dit is de volledige manier om hier een bestandslink te schrijven.

na het voltooien van het uploaden van het hex-bestand en het afbeeldingsbestand op de SD-kaart, willen we er zeker van zijn dat er geen fout in ons schakelschema staat. Klik op de "play"-knop linksonder op Proteus. uw simulatie is gestart. zoals getoond in de video. En weergegeven in foto's.

Stap 3:

hoe u een realtime gegevensgrafiek uploadt en maakt in EXCEL:

In dit project gebruiken we een SD-kaart om onze gegevens in het ".txt"-bestand te plaatsen. steek uw SD-kaart uit de SD-kaartmodule. en verbind het met de computer. we zullen een txt-bestand zien met realtime gegevenswaarden voor temperatuur en vochtigheid die door de sensor gaan.

Open uw EXCEL in uw computer en ga vervolgens naar de "gegevens". ga dan naar "voeg TXT in". selecteer txt-bestand op uw computer en injecteer het in Excel-software.

selecteer "invoegen" en ga vervolgens naar "lijngrafiek". Maak een lijngrafiek met Excel. hier maken we twee grafieken omdat we twee kolommen met gegevenswaarden voor vochtigheid en temperatuur hebben.

Stap 4:

Download HEX-bestand en afbeeldingsbestand en Arduino-codering van rar:

Ik upload het "GGG.rar"-bestand, dat heeft

1- Txt-bestand

2- Hex-bestand

3- afbeeldingsbestand voor SD-kaart