带SD卡和Arduino的数据采集系统

描述

介绍

在一些项目中，有必要监测照明水平、温度、环境 pH 值、湿度和其他数量等变量。

在这个过程中，经常需要在空间/环境的不同点监测一定数量的样本。我们可以举例说明房间的照明。

根据灯具的布局，房间内某些地方的照明可能会有所不同。所以我们可以有几个亮度值。

考虑到这一点，需要开发一个系统，能够收集数据并将其存储在存储卡上。其目的是在每个分析点执行多个样本并将数据存储在SD 卡上。

为此，我们将使用Arduino和SD 卡来获取数据并存储在存储卡中。

现在，我们将介绍整个项目结构。

该项目

通过图 1 所示的电路，可以看到用于构建项目的所有设备。

 

图 1 - 数据采集系统电路

 

通过电路，我们使用了三个LED 。每个LED代表系统的特定状态。下文将根据每个LED呈现每个功能：

• 红色 LED：用于指示内存SD 卡及其连接存在问题；
• 绿色 LED：用于指示数据采集过程完成；
• 黄色 LED：用于指示数据收集过程。

该系统的工作非常简单！在进行无效设置之前，系统会初始化SD 卡，如果未连接，系统将激活红色LED以指示设备中的SD 卡故障。用户需要连接 SD 卡并重置系统。红色 LED 如图 2 所示。

 

图 2 - 未连接卡时红色 LED 发出信号。

 

SD卡验证通过后，系统会进行初始化，一直按下按钮，系统会采集模拟A0引脚的10个值并存储在SD卡中。

此时，黄色LED将向用户发出系统正在收集数据的信息，如图 3 所示。

 

图 3 - 绿色 LED 表示收集数据过程的开始。

 

收集数据后，黄色LED将关闭，绿色 LED 将激活以指示过程完成，如图 4 所示。

 

图 4 - 绿色 LED 表示收集数据过程结束。

 

此时，系统等待关闭或用户再次按下按钮，将存储十个以上的值。

下文将介绍用于创建此项目的所有代码。

编程的逻辑

下面给出了所有代码，但将解释代码的每个部分。在第一部分，包括所有库，项目中使用的所有引脚将定义并创建项目的所有变量。

#include 
#include 
  
File myFile;
  
#define RedLED 6
#define GreenLED 7
#define YellowLED 8
#define button 9
#define AnalogPin A0
  
int pinoSS = 10; // Pin 53 para Mega / Pin 10 para UNO
  
unsigned long int tempo_atual = 0; //Variable used to store the current time of code execution
unsigned long ultimo_tempo = 0; //Variable used to store the last value stored in the variable tempo_atual
  
int DigitalValue = 0;
  
byte samples = 0, value = 0; //Sample is a variable to count until 10 and value is used count the number of times that user store 10 samples
bool ButtonControl = 0, control = 0;

在设置功能中，所有使用的引脚都根据每个连接设备的功能配置为输出和输入。此后，系统将尝试初始化SD 卡。如果出现任何问题，红色LED将被激活。

void setup()
{ 
   Serial.begin(9600); // Define BaundRate
  
   pinMode(RedLED, OUTPUT);
   pinMode(GreenLED, OUTPUT);
   pinMode(YellowLED, OUTPUT);
  
   pinMode(pinoSS, OUTPUT); // Pin pinoSS like a output
  
 if (SD.begin()) 
 { // Inicializa o SD Card
 Serial.println("SD Card pronto para uso."); // Imprime na tela
 } 
   else 
 {
 Serial.println("Falha na inicialização do SD Card.");
 digitalWrite(RedLED, HIGH);
 return;
 }
  
}

因此，在循环功能中，将读取按钮的引脚。如果按下按钮，则第一个条件为真。

if(pino == 1 && control == 0 && ButtonControl == 0)

将打开文本文件 silicioslab.txt。并且会打印出消息“Sample:”，后面跟着值，表示十个样本的读数序列数。

在第一个条件下观察变量 ButtonControl 将收到值 1。该变量将用于使系统进入第二个条件。

if((ButtonControl == 1) && (tempo_atual - ultimo_tempo >= 1000) && samples < 10 && control == 1)

第二个条件将被执行，数字值将被读取并保存在SD 卡上。它将被读取 10 个值。

当读数值等于 10 时，第二个条件为假。

此时，第三个条件为真，绿色LED将被激活，文件将被关闭。

void loop()
{
           
          bool pino = digitalRead(button);
         
         //Condicao para detectar quando o botao e pressionado
         if(pino == 1 && control == 0 && ButtonControl == 0)
         {
             myFile = SD.open("silicioslab.txt", FILE_WRITE); // Create/Open File the txt
             delay(500);
             ButtonControl = 1;
             value++;
             myFile.print("sample: ");
             myFile.println(value); 
             samples = 0;
         }
  
           tempo_atual = millis();
  
         if((ButtonControl == 1) && (tempo_atual - ultimo_tempo >= 1000) && samples < 10 && control == 1)
         {
           DigitalValue = analogRead(AnalogPin);
           myFile.println(DigitalValue);
           control = 0;
           ultimo_tempo = tempo_atual;//Store the actual time
           samples++;
           digitalWrite(YellowLED, HIGH);
         }
  
         if(samples >= 10)
         {
           digitalWrite(YellowLED, LOW);
           myFile.close();
           ButtonControl = 0;
           digitalWrite(GreenLED, HIGH);
         }
  
         control = control ^ 1;
}

此后，系统等待用户再次按下按钮。如果该按钮被按下，将再次进行新的块经常读取。

因此，该系统简单，可以在多个项目中实施，用于监测和收集数据进行分析。

我们在 Hackster 上发表的最后一篇文章

在上一篇文章中，我们介绍了如何在代码执行期间实时检测DS18B20 温度传感器中的故障。看图5的结果，通过以下链接访问：访问上一篇！

 

图 5 - Sensor 上的故障检测系统。

 

致谢

感谢PCBWay支持我们的 YouTube 频道并生产和组装质量更好的 PCB。

Silícios 实验室感谢UTSOURCE提供电子元件。