Como fazer um gravador de dados em tempo real de umidade e temperatura com o Arduino UNO e o cartão SD - Simulação de registrador de dados DHT11 em Proteus: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Introdução:

oi, aqui é Liono Maker, aqui está o link do YouTube. Estamos fazendo projetos criativos com o Arduino e trabalhando em sistemas embarcados.

Data logger:

Um registrador de dados (também registrador de dados ou gravador de dados) é um dispositivo eletrônico que registra dados ao longo do tempo com um instrumento ou sensor embutido ou por meio de instrumentos e sensores externos. Eles geralmente são pequenos, alimentados por bateria, portáteis e equipados com um microprocessador, memória interna para armazenamento de dados e sensores. Alguns registradores de dados fazem interface com um computador pessoal e usam software para ativar o registrador de dados e visualizar e analisar os dados coletados, enquanto outros têm um dispositivo de interface local (teclado, LCD) e podem ser usados como um dispositivo autônomo.

Neste projeto, estou usando data-logger com SD-Card para armazenar dados em SD-Card com Arduino.

DHT11:

O DHT11 é um sensor digital de baixo custo para detecção de temperatura e umidade. Este sensor pode ser facilmente conectado a qualquer microcontrolador, como Arduino, Raspberry Pi etc … para medir umidade e temperatura instantaneamente. O sensor de umidade e temperatura DHT11 está disponível como um sensor e como um módulo. A diferença entre este sensor e o módulo é o resistor pull-up e um LED de ativação. DHT11 é um sensor de umidade relativa. Para medir o ar circundante, este sensor usa um termostato e um sensor de umidade capacitivo.

trabalho de DHT11:

O sensor DHT11 consiste em um elemento sensor de umidade capacitivo e um termistor para detectar a temperatura. O capacitor de detecção de umidade tem dois eletrodos com um substrato de retenção de umidade como um dielétrico entre eles. A mudança no valor da capacitância ocorre com a mudança nos níveis de umidade. A medida de IC processa esses valores de resistência alterados e os transforma em formato digital.

Para medir a temperatura, este sensor usa um termistor de coeficiente de temperatura negativo, que causa uma diminuição em seu valor de resistência com o aumento da temperatura. Para obter um valor de resistência maior, mesmo para a menor mudança de temperatura, este sensor geralmente é feito de cerâmica semicondutora ou polímeros.

A faixa de temperatura do DHT11 é de 0 a 50 graus Celsius com uma precisão de 2 graus. A faixa de umidade deste sensor é de 20 a 80% com 5% de precisão. A taxa de amostragem deste sensor é de 1 Hz, ou seja. dá uma leitura para cada segundo. O DHT11 é pequeno em tamanho, com voltagem operacional de 3 a 5 volts. A corrente máxima usada durante a medição é 2,5 mA.

O sensor DHT11 tem quatro pinos - VCC, GND, Pino de dados e um pino não conectado. Um resistor pull-up de 5k a 10k ohms é fornecido para comunicação entre o sensor e o microcontrolador.

Módulo Micro SD-Card:

O módulo (Micro SD-Card Adapter) é um módulo leitor de cartão Micro SD, através do sistema de arquivos e do driver de interface SPI, sistema SCM para completar a leitura e gravação do arquivo no cartão Micro SD. Os usuários do Arduino podem usar diretamente o Arduino IDE que vem com um cartão de biblioteca do cartão SD para completar a inicialização e leitura

Passo 1:

Fritzing Software and Schematic:

Neste tutorial, estamos usando um software fritzing para fazer nosso projeto. este software é amplamente utilizado em todo o mundo pelos criadores.

estamos usando DHT11 e Módulo Micro SD-Card para fazer nosso diagrama de circuito com Arduino UNO.

O sensor DHT 11 tem 4 ou três pernas que estão sendo usadas. aqui está o detalhe de como fazer a interface do sensor de temperatura e umidade com o Arduino UNO.

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

Arduino UNO: Sensor DHT11:

GND GND

5 volts 5 volts

Sinal do pino 2

N / A não usado (4º pino do sensor, se disponível)

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

estamos usando o Módulo Micro SD-Card com Arduino UNO e DHT11.

O módulo do cartão SD tem um total de 6 pinos, aqui estão os detalhes de como fazer a interface do módulo do cartão Micro SD com o Arduino UNO.

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

Arduino UNO: Módulo Micro SD-Card:

GND GND

5 volts 5 volts

pino 13 pino do relógio

pino 12 MISO

pino 11 MOSI

pino 4 CS (definir na codificação do Arduino)

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

Passo 2:

Simulação em Proteus:

Neste tutorial, estamos usando o software Proteus para simular nosso projeto (data-logger).

O Proteus Design Suite é único por oferecer a capacidade de co-simular códigos de microcontroladores de alto e baixo nível no contexto de uma simulação de circuito SPICE de modo misto. este software é amplamente utilizado em vários projetos criativos. por exemplo, Proteus é usado para fazer diagramas de circuito e PCB profissional. e muitos outros objetivos que tem. Proteus Software também é usado para simular circuitos, e. simulações com sensores e microcontroladores, e família Arduino também.

Neste tutorial, estamos usando cartão SD e DHT11 para fazer um registrador de dados ou gravador de dados.

como iniciar simulações:

Em primeiro lugar, temos que fazer nosso diagrama de circuito e, em seguida, escrever nossa codificação Arduino (fornecida abaixo). depois de escrever a codificação do Arduino, temos que fazer um "arquivo hex" (fornecido abaixo) que está sendo usado no Arduino UNO no Proteus Simulation.

como fazer upload de arquivo hexadecimal no Arduino UNO:

Em primeiro lugar, compile sua codificação Arduino no Arduino IDE. O segundo passo é fazer o arquivo hexadecimal, para isso vá em "arquivo" no IDE do Arduino e selecione "Preferências" e depois vá para "compilação", selecione-o. Clique OK. Compile novamente a codificação do Arduino e copie o arquivo hex a partir daqui, conforme mostrado no meu vídeo.

No diagrama Proteus Circuit, dê um clique com o botão direito em Arduino UNO e então você verá uma nova janela abrindo, então selecione aqui "Edit Property". selecione a barra de arquivos e "cole" aqui o arquivo Arduino Coding HEX.

como fazer upload de arquivo de imagem no cartão SD no Proteus:

Selecione seu SD-Card no Proteus e clique com o botão direito sobre ele e veremos uma nova janela se abrindo, selecione aqui "editar propriedade". em seguida, vá para a barra de arquivos e selecione 32 GB de memória do cartão. copie o local do arquivo de imagem do seu computador, cole-o na barra de arquivos, depois escreva uma barra e coloque o nome do arquivo. esta é a maneira completa de escrever o link do arquivo aqui.

depois de completar o upload do arquivo hexadecimal e do arquivo de imagem no cartão SD, apenas para ter certeza de que não há erro em nosso diagrama de circuito. Clique no botão "play" no canto inferior esquerdo do Proteus. sua simulação foi iniciada. como mostrado no vídeo. E mostrado em fotos.

Etapa 3:

como fazer upload e fazer gráfico de dados em tempo real no EXCEL:

Neste projeto estamos usando cartão SD para nossos dados em arquivo ".txt". conecte o cartão SD do módulo SD-Card. e conecte-o ao computador. veremos o arquivo txt com valores de dados em tempo real de temperatura e umidade passando pelo sensor.

Abra o seu EXCEL no seu computador e depois vá para a seção "dados". em seguida, vá para "inserir TXT". selecione o arquivo txt em seu computador e injete-o no software excel.

selecione "inserir" e vá para "gráfico de linha". Faça um gráfico de linha com o Excel. aqui estamos fazendo dois gráficos porque temos duas colunas de valores de dados de umidade e temperatura.

Passo 4:

Baixe o arquivo HEX, o arquivo de imagem e a codificação do Arduino em rar:

Estou enviando o arquivo "GGG.rar", que tem

1- Arquivo txt

2- Arquivo hexadecimal

3- arquivo de imagem para cartão SD