Suure täpsusega kaugandmete logimine multimeetri/Arduino/pfod abil Rakendus: 10 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Värskendatud 26. aprillil 2017 Läbivaadatud vooluahel ja plaat kasutamiseks koos 4000ZC USB -arvestitega.

Androidi kodeerimist pole vaja

See juhend annab teile teada, kuidas pääseda oma Arduino laias valikus suure täpsusega mõõtmistesse ja saata need ka eemalt logimiseks ja joonistamiseks. Kiire andmete logimise (2000 proovi sekundis) kohta vaadake seda juhendit, Kiire kauglogimine, kasutades Arduino/GL AR150/Android/pfodApp

Arduino'sse sisseehitatud AtoD-muundur on halva täpsusega, tavaliselt +/- 10% ja väga piiratud vahemikus, tavaliselt ainult 0 kuni 5 V alalisvoolu. Kasutades lihtsat vooluahelat ja raamatukogu, saate oma Arduino toita suure täpsusega automaatse vahemiku mõõtmistega optiliselt isoleeritud RS232-ühendusega multimeetrist. Kui mõõtmised on teie visandile kättesaadavad, saate väljundeid väärtuste alusel juhtida. See õpetus hõlmab ka mõõtmiste saatmist kaugjuhtimise teel, WiFi, Bluetoothi, Bluetoothi vähese energiatarbega või SMS -i kaudu Androidi mobiiltelefonile, et neid kuvada, logida ja joonistada pfodAppi abil.

Selles juhendis kasutatakse Arduino Mega2560 5V plaati, mille saate siduda mitmesuguste kommunikatsioonikilpidega, Etherneti, WiFi, Bluetooth V2 (klassikaline), Bluetooth LE või SMS -iga. Siin esitatud liidese riistvara ja raamatukogu saab kasutada ka koos 3.3 V Arduino ühilduvate plaatidega. Lisaks Mega2560 -le saate kasutada ka mitmesuguseid teisi tahvleid, näiteks UNO koos Ehterneti kilbiga, ESP8266 alusplaati (eraldiseisev), integreeritud Bluetooth Low Energy plaati, nagu Arduino 101, või tahvleid, mis ühenduvad sidega alamsüsteem, mis kasutab SPI-d nagu RedBear BLE kilp ja Adafruti Bluefruit SPI plaadid. pfodDesignerV2 toetab kõiki neid plaadikombinatsioone ja genereerib neile koodi. Piirav tingimus on see, et selle multimeetri RS232 kilbiga ühenduse loomiseks peab teil olema tasuta riistvara jada.

Siin esitatud ahel ja kood töötavad mitmete multimeetritega. Kergesti kättesaadav, odav, üks on Tekpower TP4000ZC, tuntud ka kui Digitek TD-4000ZC. Selle vooluahela ja koguga töötavad multimeetrid on Digitek DT-4000ZC, Digitech QM1538, Digitech QM1537, Digitek DT-9062, Digitek INO2513, Digitech QM1462, PeakTech 3330, Tenma 72-7745, Uni-Trend UT30A, Uni-Trend UT30E, Uni -Trend UT60E, Voltcraft VC 820, Voltcraft VC 840

Samm 1:

Sellel õpetusel on kaks osa:

Esimene osa hõlmab riistvara liidest multimeetriga ja kooditeeki Arduino Mega abil. Kui soovite mõõtmist ainult oma Arduinole saada, on see kõik, mida vajate.

Teine osa hõlmab mõõtmiste saatmist kaug -Android -mobiiltelefonile kuvamiseks, logimiseks ja joonistamiseks. Selles näites kasutame Bluetooth -kilpi ja genereerime põhijoonise, kasutades pfodDesignerV2, kuid saate pfodDesignerV2 abil luua ka WiFi, Etherneti, Bluetooth Low Energy ja SMS -ühenduste koodi. Seejärel lisatakse koodi visandamiseks põhijoonisele multimeetrite kogu. Näidu kuvamiseks, logimiseks ja joonistamiseks pole vaja Androidi kodeerimist. Kõike juhib teie Arduino kood.

See projekt on saadaval ka veebis aadressil www.pfod.com.au

Multimeetri kaugjuhtimispuldi kuvamiseks vaadake seda juhendatavat Alaini Arduino andmeprille minu multimeetrile.

Samm: multimeeter

Selles õpetuses kasutatud multimeetrid on odavad (~ US40) Tekpower TP4000ZC (tuntud ka kui Digitek DT-4000ZC) ja vanemad Digitech QM1538, mida enam ei müüda. Mõlemad arvestid on visuaalselt ühesugused ja kasutavad mõõtmiseks sama RS232 kodeeringut.

Siin on Tekpower TP4000ZC spetsifikatsioonid: -DC Pinge: 400mV/4/40/400V ± 0,5%+5, 600V ± 0,8%AC Pinge: 4/40/400V ± 0,8%+5, 400mV/600V ± 1,2%+ 5DC vool: 400/4000μA ± 2,0%+5, 40/400mA ± 1,5%+5, 4/10A ± 2%+5AC vool: 400/4000μA ± 2,5%+3, 40/400mA ± 2%+5, 4 /10A ± 2,5%+5 Vastupidavus: 400Ω/4/40/400kΩ/4MΩ ± 1%+5, 40MΩ ± 2%+5 Mahtuvus: 40nF ± 3,5%+10, 400nF/4/40μF ± 3%+5, 100μF ± 3,5% +5 Sagedus: 10Hz -10MHz ± 0,1% +5 Töötsükkel: 0,1%-99,9%± 2,5% +5 Temperatuur: 0oC - +40oC ± 3oC, -50oC - +200oC ± 0,75%± 3oC, +200oC - +750oC ± 1,5% ± 3 ° C, eraldusvõime 0,1 ° C kaasasoleva termopaari sondi kaudu.

Multimeetri RS232 ühendus on ainult üks viis ja te ei saa multimeetri seadeid eemalt muuta, seega peate mõõtmistüübi käsitsi valima. Kuid arvesti on automaatselt vahemikus ning pinge ja voolu seaded käsitlevad nii vahelduvvoolu kui ka alalisvoolu.

Samm: RS232 liidese riistvara

Liideseid on kaks. Uuemad Digitek DT-4000ZC ja Tekpower TP40000ZC arvestid on varustatud USB-kaabliga. Kuigi vanem Digitek QM1538 oli varustatud RS232 9-pin D-pistiku kaabliga. Ülaltoodud vooluahel (pdf-versioon) näitab, kuidas ühendada multimeetri optiline pistik Arduino RX jadapoldi juhtimiseks. Märkus. Seda vooluahelat on uuendatud, et lisada Digitek DT-4000ZC ja Tekpower TP40000ZC arvestitele veel üks kaitsetakisti R2. See takisti ei olnud ülaltoodud 9 -pin D pistikuplaadil.

Digitek DT-4000ZC ja Tekpower TP40000ZC

Digitek DT-4000ZC ja Tekpower TP40000ZC jaoks vajate 3,5 mm audiokaablit isasega, sobib stereo või mono ja 3,5 mm pesa.

Digitek QM1538

Vanema Digitek QM1538 jaoks vajate 9 -pin D pistikupesa. 9 -pin D -pistikul on nihutatud tihvtid, mis ei ühendu prototüübikilbiga. Lihtsalt katkestage 4 tihvti rida, et saaksite pistiku plaadile jootma hakata, kuna vooluahel kasutab ainult viiest tihvtist teise rea tihvte. Paigaldusjalad olid painutatud, et lasta pistikul lamada, ja pistik kinnitati prototüübi kaitsekile külge, kasutades 2 -osalist epoksüliimi (“Araldite”). Ülaltoodud pistikupesa paigutus on pärit siit saidilt. 10K takisti, mis on paigaldatud kaasasolevate RS232 kaablite pistiku sisse (ühendatud tihvtide 2 ja 3 vahel), pole selle projekti jaoks vajalik.

Signaali ühendamine Arduino RX -pistikuga

See vooluring töötab nii 5 V kui ka 3,3 V Arduino plaatide puhul. Siin kasutame Mega2560 (5V) Arduino ja paigaldasime vooluringi prototüübikilbile, nagu ülal näidatud.

Lendavat juhet kasutatakse kilbi TP1 ühendamiseks seadmega Mega2560 Serial1 RX, tihvtiga D19.

Märkus tarkvaralise seeria kohta: esialgu oli see kilp seotud UNO -ga, kasutades tarkvaralist seeriat tihvtidel 10, 11. Kui aga siduda Bluetoothi kilbiga seerias aadressil 9600baud, kadusid mõned vastuvõtubaidid. RS232 teisaldamine riistvara jadaühendusele lahendas selle probleemi. Nii et usaldusväärse kaugkuvamise ja logimise jaoks, kui kasutate jadaühendusega sidekaitset, on teil vaja tahvlit kahe või enama riistvaraseeriaga, näiteks Mega2560. Teised alternatiivid on UNO koos Ehterneti kilbiga, ESP8266 alusplaat (eraldiseisev), integreeritud Bluetooth Low Energy plaat, näiteks Anduino 101, või tahvlid, mis ühenduvad kommunikatsiooni alamsüsteemiga SPI abil, nagu RedBear BLE kilp ja Adafruti Bluefruit SPI lauad. pfodDesignerV2 toetab kõiki neid tahvleid ja genereerib nende jaoks koodi.

Samm: PfodVC820MultimeterParser Library

Tekpower TP4000ZC ja mitmed teised multimeetrid ei saada mõõtmist RS232 kaudu ASCII -tekstina, pigem saadab see 14 baiti koos bittidega, sõltuvalt sellest, millised LCD -ekraani segmendid on valgustatud. Selles pdf -is on selgitatud 14 baidi kodeeringut. Raamatukogu pfodVC820MeterParser.zip dekodeerib need baidid tekstistringideks ja ujukiteks. (VC820 viitab ühele seda kodeeringut kasutavatele arvestitele.) Vaadake ka QtDMM Windowsi, Maci ja Linuxi arvutitarkvara jaoks, mis haldab laias valikus multimeetreid.

PfodVC820MeterParser raamatukogu kasutamise kohta on minimaalne näide MeterParserExample.ino. Ühendage arvesti 2400baud jadaühendusega ja seejärel kutsuge baitide töötlemiseks iga silmuse haveReading (). haveReading () tagastab tõese, kui uus täielik lugemine on sõelutud. Seejärel saate helistada getAsFloat (), et saada väärtus (skaleeritud) ujukina, või getAtStr (), et saada näitu koos skaleerimisega printimiseks ja logimiseks. Mõõtmistüübile getTypeAsStr () ja getTypeAsUnicode () ning muudele utiliidimeetoditele juurdepääsemiseks on saadaval ka teisi meetodeid.

#include "pfodVC820MeterParser.h" pfodVC820MeterParser meter; // void setup () {Serial.begin (74880); Seriaal1.algus (2400); meter.connect (& Serial1); } ujuki lugemine; void loop () {if (meter.haveReading ()) {lugemine = meter.getAsFloat (); // kasuta seda Arduino arvutuste jaoks Serial.print ("Lugemine ühikutega:"); Serial.print (meter.getDigits ()); Serial.print (meter.getScalingAsStr ()); Serial.print (meter.getTypeAsStr ()); Serial.print (F ("= ujukina trükitud (6 numbrit):")); Serial.println (lugemine, 6); Serial.println ("Aeg (sek) ja lugemine stringina logimiseks"); Seeriaprint (((ujuk) millis ())/1000,0); Serial.print (", sec,"); Serial.print (meter.getAsStr ()); Serial.print (','); Serial.println (meter.getTypeAsStr ()); }}

Kui arvesti on seatud kraadile C ja kasutades termopaari sondi, annab näitejoonistus selle väljundi Arduino IDE seeriamonitoril

Ühikutega lugemine: 25,7C = ujukprindina (6 numbrit): 25,700000Aeg (sek) ja lugemine stringina logimiseks 2,40, sek, 25,7, C

5. samm: 2. osa - kaugkuvamine, logimine ja joonistamine

See õpetuse osa hõlmab seda, kuidas Android -mobiiltelefonis arvesti näitu eemalt kuvada, logida ja joonistada. pfodAppi kasutatakse teie Android -mobiiltelefoni kuva, logimise ja joonistamise haldamiseks. Androidi programmeerimine pole vajalik. Kõiki kuvasid, logimist ja joonistamist kontrollib täielikult teie Arduino visand. Tasuta rakendus pfodDesignerV2 võimaldab teil kujundada oma Androidi menüü ja diagrammi ning seejärel genereerida teie jaoks Arduino visandi.

pfodApp toetab mitut tüüpi ühendust: Ethernet, WiFi, Bluetooth V2 (klassikaline), Bluetooth LE või SMS. See õpetus kasutab andmete logimiseks ja joonistamiseks Arduino 101 (Bluetooth Low Energy). Toetatakse ka teisi Bluetooth Low Energy tahvleid. See õpetus kasutab pfodAppiga ühenduse loomiseks SMS -e. PfodDesignerV2 abil saate sellele SMS -i näitele lisada andmete logimise ja diagrammimise. pfodDesignerV2 -l on ka pfodAppiga ühenduse loomiseks võimalusi Arduino koodi genereerimiseks Bluetooth V2 (klassikalisele) kilbile.

Selle näite puhul kasutame Iteadstudio Bluetooth Shield V2.2, mis ühendub Arduino Mega2560 -ga 9600baud jadaühenduse kaudu. Kasutades tasuta rakendust pfodDesignerV2, koostasime lihtsa menüü, millel on lihtsalt silt, mis näitab arvesti näitu, ja üks nupp diagrammi avamiseks. Sellel lehel on mitmeid pfodDesignerV2 õpetusi. Kui meil on põhijoonis, muudame seda, et lisada arvesti parser ning saata arvesti näidud ja andmed logimiseks ja kaardistamiseks.

Menüü kujundamine

Selles jaotises kujundame Android/pfodApp menüü, mis kuvab arvesti näidu ja nupu näidu diagrammi avamiseks. Näidud salvestatakse ka Android -mobiiltelefoni faili

6. samm: sildi lisamine

Installige tasuta pfodDesignerV2 ja avage uus menüü.

Vaikimisi sihtmärk on Serial 9600baud, mis on vajalik Iteadstudio Bluetooth Shield V2.2 jaoks. Kui loote ühenduse Bluetoothi madala energiatarbega seadme või Wifi või SMS -i abil, klõpsake valiku muutmiseks nuppu Siht.

Et lisada silt, et kuvada arvesti näitu, klõpsake nuppu Lisa menüüelement ja valige kerige alla, et valida silt.

Valige sobiv kirjasuurus ja värvid. Jätke tekst sildiks, kuna muudame loodud koodi, et see hiljem arvesti mõõtmisega asendada. Siin oleme määranud fondi suuruseks +7, fondi värvi punase ja tausta hõbedase.

Minge tagasi redigeerimismenüü_1 ekraanile ja määrake värskendusintervall 1 sekundiks. See paneb pfodApp taotlema menüüd uuesti umbes kord sekundis, et kuvada uusim silt sildis.

Samm: diagrammi nupu lisamine

Diagrammi nupu lisamiseks klõpsake uuesti nuppu Lisa menüüelement.

Muutke diagrammi nupu teksti sobivaks, nt lihtsalt "Diagramm" ja valige fondi suurus ja värvid.

Seejärel klõpsake graafiku redigeerimise ekraani avamiseks nuppu „Diagramm“. Seal on ainult üks graafik, nii et klõpsake nuppe Redigeeri graafikut 2 ja Redigeeri graafikut 3, kerige alla ja klõpsake igaühe jaoks Peida graafik.

Redigeerige diagrammi etikett sobivaks, nt "Multimeeter". Teisi graafiku seadeid pole vaja muuta, kuna muudame visandit, et saata multimeeteriseadetest sõltuvalt erinev y-telje silt.

Lõpuks minge tagasi redigeerimismenüü_1 ja redigeerimisviiba juurde, see määrab teksti menüü allosas ja üldise menüü taustavärvi. Siin oleme määranud viiba „Kaugmultimeetriks”, mille fondisuurus on +3 ja taustavärv on hõbedane.

Nüüd saate naasta menüüsse Redigeerimismenüü_1 ja klõpsata menüü eelvaate eelvaate kuvamiseks.

Kui teile disain ei meeldi, saate seda enne koodi loomist muuta. Kui soovite sildi nupust tühjendada, saate siia lisada mõned tühjad sildid. Diagrammi lisamine ja andmete logimine Arduino andmete kuvamise/joonistamise kohta Androidis on veel üks õpetus pfodDesignerV2/pfodApp andmete kogumise ja diagrammimise kohta.

8. samm: Arduino visandi loomine

Arduino koodi genereerimiseks, mis kuvab selle menüü pfodAppis, minge tagasi Redigeerimismenüü_1 ekraanile ja kerige alla ja klõpsake nuppu Loo kood.

Arduino visandi väljastamiseks oma mobiiltelefoni faili /pfodAppRawData/pfodDesignerV2.txt klõpsake nuppu „Kirjuta kood faili”. Seejärel väljuge pfodDesignerV2 -st. Teisaldage pfodDesignerV2.txt fail oma arvutisse, kasutades USB -ühendust või failiedastusrakendust, näiteks wifi -failiedastuspro. Loodud visandi koopia on siin, pfodDesignerV2_meter.txt

Laadige eskiis oma Arduino IDE -sse ja programmeerige Uno (või Mega) plaat. Seejärel lisage Iteadstudio Bluetooth Shield V2.2. Installige oma Android -mobiilseadmesse pfodApp ja looge uus Bluetooth -ühendus, näiteks Multimeter. Vaadake pfodAppForAndroidGettingStarted.pdf, kuidas uusi ühendusi luua. Kui kasutate multimeeterühenduse avamiseks pfodAppi, näete oma kavandatud menüüd.

Diagrammi avamine ei näita midagi huvitavat, kuna me pole multimeetri riistvara/tarkvara lisanud.

Samm: multimeetri lisamine

Muudame loodud visandit, et lisada multimeetri parser ja saata selle andmed teie Android -mobiilile. Täielik muudetud visand on siin, pfod_meter.ino

Need muudatused lisavad multimeetri parserit ja 5 -sekundilist taimerit. Kui selle aja jooksul pole uut kehtivat näitu, lõpetab visand andmete saatmise ja uuendab Android/pfodApp ekraani olekule „ - - -“. Kuna arvesti käsitsi valimist muudetakse, uuendatakse diagrammi silte, kuid uute siltide nägemiseks peate graafikust väljuma ja selle uuesti valima. Teisest küljest uuendatakse arvesti näitu automaatselt iga sekund. Lõpuks tegeleb pfodApp vaikimisi Unicode'iga, nii et arvesti näidu kuvamisel kasutatakse meetodit getTypeAsUnicode () Unicode'i tagastamiseks oomide, Ω ja kraadide C, ℃ puhul, mida näidik näitab.

Diagrammi nupp kuvab näitude värskendamise diagrammi:-

Diagrammi andmed CSV -vormingus salvestatakse ka teie Androidi mobiiltelefoni faili /pfodAppRawData/Mulitmeter.txt faili, et neid hiljem arvutisse üle kanda ja importida arvutustabelisse edasiste arvutuste ja diagrammide koostamiseks.

10. samm: üksikasjalikult visandatud muudatused

1. Laadige alla teek pfodVC820MeterParser.zip ja avage Arduino IDE ning klõpsake selle teegi lisamiseks oma IDE -sse visandit → Kaasa raamatukogu → Lisa.zip.
2. Lisage visandile teek pfodVC820MeterParser. Klõpsake visandit → Kaasa raamatukogu → pfodVC820MeterParser. See lisab eskiisi ülaosas olevad kaasamisavaldused.
3. Redigeeri pfodParser_codeGenerated parser ("V1"); to pfodParser_codeGenerated parser (""); See keelab menüü vahemällu salvestamise pfodAppis, nii et kuvatakse teie menüü muudatused. Kui olete kõik muudatused lõpule viinud, saate menüü vahemällu salvestamise uuesti lubada, kui olete kõik muudatused lõpetanud.
4. Lisage need read, et luua objektid tarkvara seeria ja multimeetri jaoks. pfodVC820MeterParser arvesti;
5. Seadistamise lõpus () lisage Serial1.begin (2400); meter.connect (& Serial1);
6. Silmuse () kohal lisage allkirjastamata pikk validReadingTimer = 0; const unsigned long VALID_READINGS_TIMEOUT = 5000; // 5sek bool haveValidReadings = true; // seada tõeseks, kui on kehtivad näidud int mõõtmineTüüp = meeter. NO_READING; ja silmuse ülaosas () lisage if (meter.haveReading ()) {if (meter.isValid ()) {validReadingTimer = millis (); haveValidReadings = true; } int newType = meeter.getType (); if (mõõtmistüüp! = newType) {// väljastab uued andmebaasi pealkirjad parser.print (F ("sec,")); parser.println (meter.getTypeAsStr ()); } mõõtmistüüp = newType; } if ((millis () - validReadingTimer)> VALID_READINGS_TIMEOUT) {haveValidReadings = false; // viimase 5 sekundi jooksul pole uut kehtivat näitu}
7. Edasi ahelas asendage parser.print (F ("{= Multimeeter | aeg (sekundit) | Plot_1 ~~~ ||}")); koos parser.print (F ("{= Multimeeter | aeg (sekundit) | Arvesti näit ~~~")); parser.print (meter.getTypeAsStr ()); parser.print (F ("||}"));
8. Silmus () allosas asendage sendData (); koos if (haveValidReadings) {sendData (); }
9. SendData () asendage parser.print (','); parser.print (((float) (plot_1_var-plot_1_varMin)) * plot_1_scaling + plot_1_varDisplayMin); koos parser.print (','); parser.print (meter.getAsStr);
10. SendMainMenu () asendage parser.print (F ("~ Label")); koos parser.print ('~'); if (haveValidReadings) {parser.print (meter.getDigits ()); parser.print (meter.getScalingAsStr ()); parser.print (meter.getTypeAsUnicode ()); } else {parser.print (F (" - - -")); }
11. Saates sendMainMenuUpdate () lisage parser.print (F ("|! A")); parser.print ('~'); if (haveValidReadings) {parser.print (meter.getDigits ()); parser.print (meter.getScalingAsStr ()); parser.print (meter.getTypeAsUnicode ()); } else {parser.print (F (" - - -")); } Näidu värskendamiseks menüü vahemällu salvestamise ajal.

Järeldus

See õpetus on näidanud, kuidas ühendada odav multimeeter Arduino Mega2560 -ga RS232 kaudu. Toetatakse ka paljusid teisi tahvleid. PfodVC820MeterParserlibrary parsib multimeetri andmed Arduino arvutuste jaoks ujukiteks ning kuvamiseks ja logimiseks stringideks. PfodDesignerV2 kasutati põhijoonise genereerimiseks, et kuvada multimeetri näit ja kuvada väärtuste graafik Android -mobiiltelefonis, kasutades pfodAppi. Androidi programmeerimine pole vajalik. Sellele põhijoonisele lisati multimeetri käsitsemine ja lõplik eskiis kuvab teie Android -mobiiltelefoni praeguse multimeetri näidu, samuti joonistab näidud ja logib need oma mobiiltelefoni faili hilisemaks kasutamiseks.