چگونه می توان رطوبت و دما را در زمان واقعی با دستگاه Arduino UNO و SD-Card ضبط کرد - شبیه سازی DHT11 ثبت کننده داده در پروتئوس: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

معرفی:

سلام ، این Liono Maker است ، در اینجا پیوند YouTube است. ما در حال ایجاد پروژه ای خلاقانه با آردوینو هستیم و روی سیستم های تعبیه شده کار می کنیم.

Data-Logger:

دیتا لاگر (همچنین ثبت کننده داده یا ضبط کننده داده ها) یک دستگاه الکترونیکی است که داده ها را در طول زمان با ابزار یا حسگر داخلی یا از طریق ابزارها و حسگرهای خارجی ثبت می کند. آنها به طور کلی کوچک ، باتری ، قابل حمل و مجهز به ریزپردازنده ، حافظه داخلی برای ذخیره اطلاعات و حسگرها هستند. برخی از دیتالاگرها با رایانه شخصی ارتباط برقرار می کنند و از نرم افزار برای فعال کردن دیتا لاگر و مشاهده و تجزیه و تحلیل داده های جمع آوری شده استفاده می کنند ، در حالی که برخی دیگر دارای یک رابط محلی (صفحه کلید ، LCD) هستند و می توانند به عنوان یک دستگاه مستقل استفاده شوند.

در این پروژه ، من از Data-logger با SD-Card برای ذخیره داده ها در SD-Card با Arduino استفاده می کنم.

DHT11:

DHT11 یک سنسور دیجیتال کم هزینه برای تشخیص دما و رطوبت است. این سنسور را می توان به راحتی با هر میکروکنترلری مانند آردوینو ، رزبری پای و غیره … برای اندازه گیری فوری رطوبت و دما ارتباط برقرار کرد. سنسور رطوبت و دما DHT11 به عنوان سنسور و ماژول موجود است. تفاوت بین این سنسور و ماژول در مقاومت کششی و LED روشن است. DHT11 یک سنسور رطوبت نسبی است. این سنسور برای اندازه گیری هوای اطراف از ترموستات و سنسور خازنی رطوبت استفاده می کند.

کار DHT11:

سنسور DHT11 از یک عنصر خازنی سنجش رطوبت و یک ترمیستور برای تشخیص دما تشکیل شده است. خازن سنجش رطوبت دارای دو الکترود است که بستر نگهدارنده رطوبت به عنوان دی الکتریک بین آنها قرار دارد. تغییر در مقدار خازن با تغییر سطح رطوبت رخ می دهد. اندازه گیری IC ، این مقادیر مقاومت تغییر یافته را پردازش کرده و آنها را به شکل دیجیتالی تبدیل می کند.

این سنسور برای اندازه گیری دما از ترمیستور ضریب دما منفی استفاده می کند که با افزایش دما باعث کاهش مقدار مقاومت آن می شود. برای به دست آوردن مقاومت بیشتر حتی در کوچکترین تغییر دما ، این سنسور معمولاً از سرامیک های نیمه رسانا یا پلیمرها تشکیل شده است.

محدوده دمایی DHT11 از 0 تا 50 درجه سانتیگراد با دقت 2 درجه است. محدوده رطوبت این سنسور از 20 تا 80 درصد با دقت 5 درصد است. میزان نمونه برداری از این سنسور 1 هرتز است. در هر ثانیه یک خوانش می دهد DHT11 دارای اندازه کوچک با ولتاژ کار 3 تا 5 ولت است. حداکثر جریان مورد استفاده در هنگام اندازه گیری 2.5 میلی آمپر است.

سنسور DHT11 دارای چهار پین VCC ، GND ، Data Pin و یک پین متصل نیست. یک مقاومت کششی 5k تا 10k اهم برای ارتباط بین سنسور و میکروکنترلر ارائه شده است.

ماژول کارت حافظه Micro SD:

ماژول (Micro SD-Card Adapter) یک ماژول کارت خوان Micro SD است ، از طریق سیستم فایل و درایور رابط SPI ، سیستم SCM برای تکمیل خواندن و نوشتن فایل کارت Micro SD. کاربران Arduino می توانند به طور مستقیم از Arduino IDE همراه با کارت کتابخانه کارت SD برای تکمیل مقداردهی اولیه و خواندن استفاده کنند

مرحله 1:

نرم افزار Fritzing و شماتیک:

در این آموزش ، ما از نرم افزار fritzing برای ساخت پروژه خود استفاده می کنیم. این نرم افزار به طور گسترده ای در سراسر جهان توسط سازندگان استفاده می شود.

ما از DHT11 و Micro SD-Card Module برای ایجاد نمودار مدار خود با Arduino UNO استفاده می کنیم.

سنسور DHT 11 دارای 4 یا سه پایه است که مورد استفاده قرار می گیرد. در اینجا جزئیات نحوه ارتباط سنسور دما و رطوبت با Arduino UNO آمده است.

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

Arduino UNO: DHT11 سنسور:

GND GND

5 ولت 5 ولت

پین شماره 2

N/A استفاده نمی شود (پین چهارم سنسور در صورت وجود)

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

از ماژول Micro SD-Card با آردوینو UNO و DHT11 استفاده کنید.

ماژول کارت SD دارای 6 پین است ، در اینجا جزئیات نحوه اتصال ماژول کارت Micro SD با Arduino UNO آمده است.

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

آردوینو UNO: ماژول کارت Micro SD:

GND GND

5 ولت 5 ولت

پین 13 پین ساعت

پین 12 MISO

پین 11 MOSI

پین 4 CS (تعریف در Arduino Coding)

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

گام 2:

شبیه سازی در پروتئوس:

در این آموزش ، ما از نرم افزار Proteus برای شبیه سازی پروژه خود (data-logger) استفاده می کنیم.

مجموعه طراحی پروتئوس در ارائه قابلیت شبیه سازی همزمان کد بالا و پایین سطح میکرو در زمینه شبیه سازی مدار SPICE حالت مختلط ، منحصر به فرد است. این نرم افزار به طور گسترده ای در پروژه های مختلف خلاقانه استفاده می شود. به عنوان مثال پروتئوس برای تهیه نمودار مدار و PCB حرفه ای استفاده می شود. و بسیاری اهداف دیگر که دارد. نرم افزار پروتئوس همچنین برای شبیه سازی مدارها به عنوان مثال استفاده می شود. شبیه سازی با حسگرها و میکروکنترلرها و خانواده آردوینو نیز.

در این آموزش ، ما از کارت SD و DHT11 برای ایجاد یک ثبت کننده داده یا ضبط داده استفاده می کنیم.

نحوه شروع شبیه سازی:

اول ، ما باید نمودار مدار خود را ایجاد کنیم و سپس کد نویسی آردوینو خود را بنویسیم (در زیر آورده شده است). پس از نوشتن برنامه نویسی آردوینو ، ما باید یک "پرونده شش ضلعی" (در زیر آورده شده) بسازیم که در Arduino UNO در پروتئوس شبیه سازی استفاده می شود.

نحوه بارگذاری فایل هگز در Arduino UNO:

ابتدا کدگذاری Arduino خود را در Arduino IDE کامپایل کنید. مرحله دوم ایجاد فایل hex است ، برای این منظور به "file" در Arduino IDE بروید و "Preferences" را انتخاب کنید و سپس به "compilation" بروید ، آن را انتخاب کنید. روی ok کلیک کنید. مجدداً Arduino Coding خود را کامپایل کرده و فایل hex را از اینجا همانطور که در فیلم من نشان داده شده کپی کنید.

در نمودار مدار پروتئوس ، روی Arduino UNO کلیک راست کرده و سپس پنجره بازشو جدیدی را مشاهده خواهید کرد ، سپس "ویرایش ویژگی" را در اینجا انتخاب کنید. نوار فایل را انتخاب کرده و فایل Arduino Coding HEX را در اینجا "جایگذاری" کنید.

نحوه بارگذاری فایل تصویر در کارت SD در پروتئوس:

SD-Card خود را در Proteus انتخاب کنید و روی آن راست کلیک کنید و پنجره جدیدی باز می شود که در اینجا "ویرایش ویژگی" را انتخاب کنید. سپس به نوار فایل بروید و حافظه کارت 32 گیگابایت را انتخاب کنید. مکان فایل تصویری را از رایانه خود کپی کنید و در نوار فایل قرار دهید ، سپس اسلش بنویسید و نام فایل را قرار دهید. این روش کامل نوشتن پیوند فایل در اینجا است.

پس از اتمام بارگذاری فایل شش ضلعی و فایل تصویر بر روی کارت SD ، فقط باید مطمئن شویم که هیچ خطایی در نمودار مدار ما وجود ندارد. روی دکمه "پخش" در پایین سمت چپ پروتئوس کلیک کنید. شبیه سازی شما شروع شده است همانطور که در فیلم نشان داده شده است. و در تصاویر نشان داده شده است.

مرحله 3:

نحوه بارگذاری و ایجاد نمودار داده در زمان واقعی در EXCEL:

در این پروژه ما از کارت SD برای داده های خود در فایل ".txt" استفاده می کنیم. کارت SD خود را از ماژول SD-Card وصل کنید. و با کامپیوتر وصل کنید ما فایل txt را خواهیم دید که دارای مقادیر داده دما و رطوبت در زمان واقعی از طریق سنسور است.

EXCEL خود را در رایانه خود باز کنید و سپس به "داده" بروید. سپس به "درج TXT" بروید. فایل txt را در رایانه خود انتخاب کرده و در نرم افزار excel تزریق کنید.

"درج" را انتخاب کنید ، سپس به "نمودار خط" بروید. با اکسل نمودار خطی بسازید. در اینجا ما دو نمودار ایجاد می کنیم زیرا دو ستون از داده های رطوبت و دما داریم.

مرحله 4:

فایل HEX و فایل تصویری و کدنویسی Arduino را از rar بارگیری کنید:

من فایل "GGG.rar" را بارگذاری می کنم ، که دارای آن است

1- فایل Txt

2- فایل هگز

3- فایل تصویری برای کارت SD