Джереми Блум - Изучаем Arduino - инструметы и методы технического волшебства

• источник питания для платы Arduino (блок питания или аккумулятор);

• инфракрасный датчик расстояния;

• плата часов реального времени;

• плата расширения SD card shield;

• карта памяти SD;

• набор перемычек;

• макетная плата;

• компьютер с картридером.

На странице http://www.exploringarduino.com/content/ch13 можно загрузить программный код, видеоуроки и другие материалы для данной главы. Кроме того, листинги примеров можно скачать со страницы www.wiley.com/go/exploringarduino в разделе Downloads.

Есть множество примеров устройств на основе плат Arduino для сбора данных о состоянии атмосферы с метеодатчиков, зондов, датчиков систем жизнеобеспечения зданий и т. п. Учитывая небольшой размер, минимальное энергопотребление и простоту взаимодействия с датчиками, платы Arduino удобны для построения регистраторов данных (устройств для записи и хранения информации в течение определенного периода времени). Такие регистраторы часто присутствуют в сетях сбора данных и для хранения накопленной информации требуется энергонезависимая память, например SD-карта. В этой главе вы узнаете, как связать Arduino с SD-картой.

- 271 -

Мы расскажем, как записывать данные в файл и как читать информацию с SD-карты. С помощью часов реального времени к данным мы добавим точные временные метки. Вы также узнаете о том, как отобразить эти данные на вашем компьютере.

ПРИМЕЧАНИЕ

Видеоурок по записи и хранению данных можно посмотреть на странице

http://www.jeremyblum.com/2011 /04/05/tutorial-11-for-arduino-sd-cards-anddatalogging/ [16] На русском: http://wiki.amperka.ru/видеоуроки:11-sd-карты-и-регистрация-данных. .

ПРИМЕЧАНИЕ

Видеоурок о регистрации данных местоположения с помощью GPS-приемника можно посмотреть на странице http://www.jeremyblum.com/2012/07/16/tutorial-15-for-arduinogps-tracking/. Эти видеофайлы доступны и на странице издательства Wiley.

Системы регистрации данных, как правило, предназначены для сбора информации, поступающей, например, с аналоговых датчиков. Неотьемлемая часть подобных систем - устройства памяти для хранения данных в течение длительного времени.

Далее рассмотрим несколько способов использования SD-карты для записи данных с платы Arduino. Кратко перечислим возможные применения регистраторов:

• метеостанция для мониторинга освещенности, температуры и влажности в течение длительного времени;

• GPS-трекер для отслеживания местоположения;

• система контроля за температурой компонентов персонального компьютера;

• регистратор для управления электрическим освещением в доме или офисе.

В конце главы мы разработаем систему протоколирования данных с инфракрасным датчиком расстояния, которая позволит создать журнал входа и выхода людей из помещения.

Хранить данные на SD-карте будем в CSV-файлах. Файлы этого формата легко создать, считать и проанализировать в различных приложениях, что хорошо подходит для задач регистрации информации. Стандартный CSV-файл выглядит примерно так:

Date,Time,Valuel,Value2

2013-05-15,12:00,125,255

2013-05-15,12:30,100,200

2013-05-15,13:00,110,215

- 272 -

Массивы данных начинаются с новой строки, столбцы разделяются запятыми. Так как запятые служат разделителем, основным требованием для данных является отсутствие в них запятых. Кроме того, каждая строка должна, как правило, иметь одинаковое число элементов. Если приведенный файл открыть в программе Excel на компьютере, то он будет выглядеть, как показано в табл. 13.1.

Таблица 13.1. Просмотр CSV-файла в программе Excel

Поскольку CSV-файлы являются простыми текстовыми файлами, записывать в них данные можно с помощью знакомых нам команд print() и println(). С помощью Arduino можно легко проанализировать CSV -файлы, считывая их по строкам и отделяя нужную информацию от разделителей.

Перед тем как начать запись данных с Arduino, необходимо определиться с SD-картой. Вид SD-карты зависит от SD-адаптера, который вы будете использовать.

Существуют полноразмерные SD-карты и microSD. Большинство microSD-карт поставляется с адаптером, который позволяет подключить их к считывателю стандартных SD-карт. Для выполнения упражнений из этой главы вам потребуется картридер для компьютера (внешний или встроенный).

Большинство новых SD-карт заранее отформатировано и готово к использованию с Arduino. Если на вашей карте была записана какая-нибудь информация, необходимо ее отформатировать в FAT16 или FAT32. Карты объемом до 2 Гбайт следует отформатировать в FAT16, карты с большим объемом памяти- в FAT32. В примерах этой главы мы применяем microSD-карту, отформатированную в FАТ16. Обратите внимание, что при форматировании карты удаляется вся имеющаяся на ней информация, но при этом гарантируется, что карта готова для взаимодействия с Arduino. Если у вас новая карта, следующие шаги можно пропустить и вернуться к ним только при возникновении проблем с доступом к карте из Arduino.