Rejestrator temperatury z obsługą kart SD

Witam.
Chciałbym przedstawić moją nową konstrukcję - rejestrator temperatury z obsługą kart Secure Digital (SD).
Projekt powstał oczywiście w celach naukowych. Podstawą układu jest moja płytka testowa z mikrokontrolerem ATMega32. Dołączyłem do niej termometr cyfrowy DS18B20, zegar RTC DS1307 oraz adapter wpinany w gniazdo ISP (Kanda; zamiast LED jest podłączony PB4 - slave select), który wykonałem metodą termotransferu. Przystawka posiada stabilizator napięcia 3,3V (LF33CV), dzielniki napięcia z rezystorów oraz oczywiście gniazdo SD/MMC. Schemat wziąłem [stąd] , a projekt w eagle jest dostępny w paczce z programem.



Program napisałem w C (środowisko AVR Studio 4) z wykorzystaniem biblioteki FAT32 z bloga CC Dharmani, dzięki czemu mogę w prosty sposób kopiować dane z rejestratora na PC. Do przeglądania logów napisałem w Delphi (7) prostą aplikację generującą wykresy z plików tekstowych. Zarówno program dla mikrokontrolera jak i przeglądarka logów są napisane na szybko (tak, wiem, że mogłoby być bardziej optymalnie ), ale poprawkami zajmę się po sesji. Mikrokontroler komunikuje się z komputerem poprzez interfejs szeregowy RS232. Aby ustawić datę\godzinę lub przetestować termometr\kartę pamięci trzeba wejść w tryb ustawień zakładając zworkę, czego aktualnie brakuje w kodzie - jak dotąd wchodziłem w tryb ustawień wgrywając program skompilowany z linijką "ust=1;" w odpowiednim miejscu . W normalnym trybie pracy układ zapisuje temperaturę co 5 minut oraz dodatkowo wysyła wynik po RS232. Układ pracuje już drugą dobę bez zarzutów.

Skompilowane programy oraz źródła dostępne poniżej.
Domyślne ustawienia to UART na 19200 bodów (8;1;N) i 1Wire na PD6.

A o to wynik - log z dnia wczorajszego:






Wszelkie komentarze (zarówno pozytywne jak i negatywne) mile widziane!

EDIT: 2010-02-01 22:23

Koszta:

Dużo z tych elementów już miałem, tak jak większość majsterkowiczów .
- ATMega32 - 12zł
- DS1307, DS18B20 - (4+4)zł
- Płytka uniwersalna - 7zł
- LF33CV - 2,5zł
- Gniazdo SD/MMC - 5zł (drogie, prawda?)
Razem około 35zł + drobne elementy, jak kwarc 8MHz \ 32KHz, oporniki, kondensatory, kawałek laminatu.

Zdjęcia

Płytka z ATMegą z\bez przystawki z kartą (nie wkładałem MAX232, ponieważ używam przejściówki USB <-> RS232 TTL na PL2303); na 3cim zdjęciu po lewej wyprowadzenie 1Wire i I2C, DS1307 z kwarcem oraz EEPROM 24C64, którego nie używam w tym projekcie.


Przystawka SD - ISP kanda ze stabilizatorem 3,3V
Tak, to prawda - nie umiem zbyt dobrze lutować .

EDIT: 2010-02-15 00:29
Aktualne pomiary dostępne tutaj (na dole strony):
http://silent.it.cx/home/2010/02/14/rejestrator-temperatury-z-obsluga-kart-sd/

EDIT: 2010-03-06 00:54
Wyniki online:
http://silent.it.cx/home/2010/03/06/wyniki-pomiarow-online/
( http://silent.it.cx/templogger/ )

Według mnie nie chodzi o zdjęcia a o pomysł który zresztą bardzo mi się podoba zdecydowany plus oceną szczegółową zajmę się po dodaniu więcej zdjęć z projektu jak na razie odbieram pozytywnie. Czekam na

- zdjęcia:)
- jakie koszty

Pozdrawiam

Modyfikowałeś jakoś bibliotekę czy tylko wstawiłeś odczyt temperatury zamiast nasłuchiwania z UARTu?

Napisz jeszcze jak wygląda rejestrowanie temperatury czy odbywa się co jakiś ustalony czas czy w momencie zmiany temperatury?
Co do wypowiedzi Gibola to nie każdy ma aparat, którym wychodzą dobre zdjęcia, ważna jest konstrukcja, wiec nie czepiaj się szczegółów .

Pozdrawiam

Co do konstrukcji, to mam takie pytanie: ile miejsca zajmuje skompilowany program w mikrokontrolerze?

Sama konstrukcja mi się podoba. Użycie karty SD pozwoli na zrobienie setek milionów pomiarów. Może spróbuj ustawić pomiar co sekundę? Ciekawe, jak wtedy będzie wyglądał wykres...

Pewnie nie będzie wyglądał nic lepiej.

IHMO za duża dokładność jest ustawiona.

Nie wgłębiałem się w źródła, ale skoro 2,5*C zajmują 50px, to 1px-0,05*C. Termometr DS18B20 nie jest chyba aż taki dokładny i często wskazania wahają się pomiędzy jedną, a drugą wartością.

Zapis co 5 minut to chyba optymalne rozwiązanie.

A projekt bardzo ciekawy.

Dodałem zdjęcia i kosztorys.

MADevil napisał:

Modyfikowałeś jakoś bibliotekę czy tylko wstawiłeś odczyt temperatury zamiast nasłuchiwania z UARTu?

jaculas napisał:

Napisz jeszcze jak wygląda rejestrowanie temperatury czy odbywa się co jakiś ustalony czas czy w momencie zmiany temperatury?

Urgon napisał:

Sama konstrukcja mi się podoba. Użycie karty SD pozwoli na zrobienie setek milionów pomiarów.

Urgon napisał:

ile miejsca zajmuje skompilowany program w mikrokontrolerze?

Sh44dow napisał:

Urgon napisał:

ile miejsca zajmuje skompilowany program w mikrokontrolerze?

z całą biblioteką FAT32 około 20kB

Jeżeli konstrukcja jest wyłącznie do celów własnej edukacji to wszystko OK. Jeżeli miałoby to ewaluować do zastosowań przemysłowych, to kierunek zupełnie zły. Rejestrator powinien mieć szczelną obudowę, a co za tym idzie stosowanie karty SD jest złym pomysłem. Przy szczytywaniu danych rozkręcać obudowę i wyjmować kartę?

AVE...

Mogłeś poszukać mniejszej biblioteki FAT16.
Inną metodą byłoby zapisywanie danych z pomocą SPI do kolejnych komórek pamięci karty bez używania FAT16/32. Wadą tego rozwiązania byłaby potrzeba używania programu lub/i interfejsu do zrzucania danych z karty. Za to oszczędziłbyś bardzo dużo miejsca...

Gdyby nie ograniczony zakres pomiaru temperatury DS18B20, to układ ten doskonale by się nadawał do monitorowania jakichś procesów chemicznych, np. destylacji. Na szczęście istnieje firma Maxim, która produkuje układy do współpracy z termoparami, które pozwalają na pomiar temperatury w zakresie 0-1000 stopni. Używają one jednak SPI.

Urgon napisał:

Może spróbuj ustawić pomiar co sekundę? Ciekawe, jak wtedy będzie wyglądał wykres...

AVE....

Ale zapisywałeś do jednej komórki, czy zapełniałeś kartę bajt po bajcie?

pabllosee napisał:

Jeżeli miałoby to ewaluować do zastosowań przemysłowych, to kierunek zupełnie zły. Rejestrator powinien mieć szczelną obudowę, a co za tym idzie stosowanie karty SD jest złym pomysłem.

Pabllosee
Z tą uwagą proponuję zwrócić sie do SIEMENSA - w swoich sterownikach przemysłowych korzystają z kart SD. Ale co twórca Simatic'a wie o elektronice w przemyśle? ))

cranky
Program ładuje się z karty SD a dane są przechowywane już na innych pamięciach

Na kartę SD nie zapiszecie bajt po bajcie. Najmniejszy obszar do zapisu - to blok (512B). Chyba, że ktoś jest strasznym osiołkiem i będzie zapisywał 512 razy ten blok, za każdym razem dodajac jeden bajt. Ale to nawet napisać jest trudniej

Algorytm w zastosowanej przez kolegę Sh44dow "bibliotece" polega na gromadzeniu danych w buforze i zapisywaniu go dopiero jak będzie miał wielkość pełnego bloku.

Teraz pozostają do wykonania proste obliczenia, żeby uzyskać rzeczywistą częstotliwość zapisu na SD.

AVE...

Masz rację co do zapisu blokami. Ale zapis ten da się przeprowadzić bez konieczności implementacji obsługi systemu FAT13/FAT32. Z biblioteki można wyciągnąć sam mechanizm buforowania i zapisu/odczytu. Dzięki temu dałoby się kilkakrotnie zmniejszyć samą bibliotekę... Można też wywalić wszystko poza dopisywaniem do jednego pliku o z góry narzuconej nazwie blokami...

Tak czy siak ten układ aż się prosi o więcej czujników...

Można pisać na karcie nie korzystając z FATa, ale wtedy wg. mnie eliminuje się jej największą zaletę - łatwość wymiany danych z PC.

Co do samej biblioteki. powtarzam, nie zajmuje ona tak dużo. Skompilowana standardowo zajmuje nicałe 10k, przy czym nie jest to biblioteka goła, a cały program. Realizuje on zapis, odczyt, kaswoanie, sprawdzanie pojemnosci itp, obsługa przez terminal RS232. Kodu jest wiec więcej.

Dlatego też dziwię sie, że całość tego projektu zajmuje ok. 20k, bo kiedy pisałem 1-wire (4 czujniki + dużo tekstu na UART, żeby było edukacyjnie + inne badziewia do obsługi) na 8051 w C, to zajmowało to nie więcej niż 8k.

Pozdrawiam.

Ładny i ciekawy projekt. Tylko te zdjęcia ... (ale to nie jest najważniejsze). Wydaje mi się że koledzy trochę odbiegacie od tematu. Mianowicie, program ma co zadany czas dokonać pomiaru i zapisać to na karcie SD, a po jakimś czasie przelać to do PC-ta. Robi to ? Robi, jak wynika z opisu. Czyli że spełnia swoje zadanie. A czy zajmuje 20 kB czy 10 kB to jest to zupełnie inna sprawa. Jeżeli to będzie profesjonalny produkt to co innego procesor Atmega 32 kosztuje ok 12 zł , a Atmega 16 ok. 10 zł to przy masowej produkcji są wymierne koszty. Program ma za to potencjalne możliwości rozbudowy. Już od jakiegoś czasu myślałem o podobnej konstrukcji do pomiaru temperatury i rejestracji pozycji z GPS z zapisem na karcie SD, wydaje mi się że projekt ten jest jak najbardziej obiecujący.
Projekt jest jak najbardziej ciekawy i nadający się do własnej rozbudowy i modyfikacji.
Powodzenia !

SQ2HCE napisał:

Pozdrawiam.

Ładny i ciekawy projekt. Tylko te zdjęcia ... (ale to nie jest najważniejsze). Wydaje mi się że koledzy trochę odbiegacie od tematu. Mianowicie, program ma co zadany czas dokonać pomiaru i zapisać to na karcie SD, a po jakimś czasie przelać to do PC-ta. Robi to ? Robi, jak wynika z opisu. Czyli że spełnia swoje zadanie. A czy zajmuje 20 kB czy 10 kB to jest to zupełnie inna sprawa. Jeżeli to będzie profesjonalny produkt to co innego procesor Atmega 32 kosztuje ok 12 zł , a Atmega 16 ok. 10 zł to przy masowej produkcji są wymierne koszty. Program ma za to potencjalne możliwości rozbudowy. Już od jakiegoś czasu myślałem o podobnej konstrukcji do pomiaru temperatury i rejestracji pozycji z GPS z zapisem na karcie SD, wydaje mi się że projekt ten jest jak najbardziej obiecujący.
Projekt jest jak najbardziej ciekawy i nadający się do własnej rozbudowy i modyfikacji.
Powodzenia !

Ja pokusiłbym się o możliwość generowania gotowych plików bmp czy pcx struktura takiego pliku w wersji 256 kolorów jest niemal trywialna, przynajmniej tak mi się wydaje, dawno to robiłem.
Nie wiem jak z zastosowaniem praktycznym mojej sugestii, ale zabawa przednia.
Idąc o krok dalej można by drukować wyniki na drukarce, mam tu na myśli jakiegoś igłowego epsona czy oki (też ma emulację epsona) igłowego bo prosty do implementacji (chodzi o sam język opisu strony) gdzieś widziałem manuala od tego, niektóre późniejsze atramentówki i lasery miały emulację takich języków. Nie pamiętam jak jest z postscriptem, to byłaby już bajka .
Można by mieć kartę SD jako magazyn danych z którego "maszyna" potrafi wydrukować dowolną paczkę informacji, ale z drugiej strony np. dane z karty można zaimportować do excela i wszystko gotowe. Ufff rozpisałem się....

Pozdrawiam

MADevil napisał:

Można pisać na karcie nie korzystając z FATa, ale wtedy wg. mnie eliminuje się jej największą zaletę - łatwość wymiany danych z PC.

Jak na razie układ sprawuje się bez zarzutów.

Logi: http://silent.it.cx/avr/tl/dane_10-02-03_12-15.zip

Przemek Elektro

W sumie nie pomyślałem, że może coś takiego być, albo można to napisać. W pewnych projektach do rozważenia użycie takiego rozwiązania. Dzięki za link, zapisałem

Witam. Zauważyłem, że bardzo "poszarpane" są te wykresy - czy użyłeś jakieś procedury uśredniającej kilka pomiarów czy po prostu zapisujesz jeden pomiar co 5 min?

Aktualnie jeden pomiar\5 minut, ale mam zamiar to zmienić po egzaminach .

Ładny projekcik, uniwersalki u mnie również często są w obrocie I faktycznie zmień częstotliwości pomiarów i myślę że możesz zapisywać 2 scieżki. Uśredniona wartość i po prostu taka jaka jest.

Czy dobrze połączyłem porty bo nic mi nie zapisuje na karcie SD?
1. Z czytnika kart wg oznaczeń złącza Kanda:
SCK na PB7, MISO na PB6, MOSI na PB5, LED(SS) na PB4, GND na GND, VCC na +5V
2. Zegar SD1307
SDA na PC1, SCL na PC0 ?
3. Czujnik temperatury DS18B20 (środkowa nózka) na PD6,
4. Klawiatura - brak
5. Wyświetlacz LCD - brak
6. Dioda przez opornik 1k na PD5 ? Do czego ona służy?
No i nie wiem tez jak ustawić aktualną datę i godzinę?
A tak ogólnie świetny projekt 5/5, no może przydałby się schemat całego urządzenia.

Nie zapisuje prawdopodobnie dlatego, że właśnie zegar nie jest ustawiony.
Jeśli nie używasz baterii podtrzymującej, to połącz VBat DS1307 z masą. Dioda może być użyta do sygnalizacji zapisu na kartę, tylko trzeba dopisać kilka linijek w programie. Można ją też pominąć.

DAtę\godinę ustawia się przez rs232. Podłączałeś ukłąd do PC?
Najprościej jest zmienić w kodzie fragment:

/*

          jeśli zworka konfiguracji jest założona,

           to:

             ust=1;

         */

ust=1;

Z PC-tem układu nie łączyłem. Podtrzymanie bateryjne posiadam na płycie testowej.
Wieczorem spróbuje zmienić kod, skompilować program i podłączyć do PC. Nie wiem tylko czy nie potrzeba jakiegoś programu do ustawienia tej daty i godziny? Co będę widział na epranie PC po podłączeniu układu? Póżniej po ustawieniu trzeba wgrać ponownie program przed zmianami kodu i powinno być dobrze?

Szukając po necie znalazłem podobny program (źródło + hex) na forum strony and-tech.pl temat płytki startowej EvB4.x czyli http://www.and-tech.pl/forum/viewtopic.php?t=90 Program ma zapisywać temperaturę co 15min na kartę SD. Układ posiada wyświetlacz i klawiaturę ma też 3 przyciskach. Chodzi co prawda na innym układzie zegara, ale można z klawiatury ustawiać godziny, minuty, dzień, miesiąc i to wszystko wyświetla na LCD 2x16 plus dwie temperatury T1 i T2. Program wgrałem uruchomiłem - chodzi ładnie ale na karcie mam cały czas pusty zbiór z danymi temper.txt. Próbowałem już na kilku różnych kartach SD. Zbiór układ tworzy nawet sam na karcie po wciśnięciu jednego przycisku ale zawartości brak.

Może na podstawie tego programu można dorobić LCD i klawiaurkę do ustawień?
Jeszcze pytanie do autora układu SD: czy opornik 600R na PB6 jest w działającym układzie bo na schemacie ogólnym go nie widzę a na wzorze płytki jest?
Może poszukam karty MMC i wtedy może będzie chodziło?