怎樣用Arduino制作便攜式數(shù)據(jù)記錄器

這個(gè)項(xiàng)目是我大學(xué)高級(jí)項(xiàng)目的一部分。該設(shè)備背后的想法是制作一個(gè)可以在實(shí)驗(yàn)室攜帶的數(shù)據(jù)記錄器，而無需連接到計(jì)算機(jī)。在此部分中，我們將介紹用于此項(xiàng)目的組件。稍后，我們將開始校準(zhǔn)傳感器，設(shè)置軟件程序和運(yùn)行一些實(shí)驗(yàn)。

系統(tǒng)概述

衡量的是什么？

下表顯示了要測(cè)量的參數(shù)和用于測(cè)量它們的傳感器。

S/N測(cè)量變量傳感器范圍

1溫度熱電偶（K型）-250°C-1250°C

2質(zhì)量電子稱重傳感器0 - 1公斤

3流量霍爾效應(yīng)流量計(jì)1 - 30 Ltr/min

DAQ系統(tǒng)組件

數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)

CD4021BE移位寄存器

該器件用于將并行輸入轉(zhuǎn)換為串行輸出，因此可以在微控制器中使用更少的輸入引腳。 它是一個(gè)8位靜態(tài)移位寄存器，因此將8個(gè)并行輸入轉(zhuǎn)換為串行傳輸。

Arduino UNO

微控制器用于鏈接所有組件，從所有ADC獲取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，處理它們，并將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)卡上。

Arduino Micro SD卡模塊

微控制器和SD卡之間的通信使用SPI。該模塊的功能包括： 格式化和準(zhǔn)備存儲(chǔ)卡，文件命名，以及打開和關(guān)閉文件。

信號(hào)調(diào)節(jié)

MAX6675Thermocouple

MAX6675執(zhí)行冷端補(bǔ)償并數(shù)字化來自K型熱電偶的信號(hào)。數(shù)據(jù)以12位分辨率輸出。 它將溫度分解為0.25°C，讀數(shù)高達(dá)+ 1024°C。芯片還可以檢測(cè)到開路熱電偶。

HX711稱重傳感器的

通過將放大器連接到微控制器，可以讀取稱重傳感器電阻的變化，通過一些校準(zhǔn)，可以獲得非常精確的重量測(cè)量值。

傳感器

溫度熱電偶

這是一個(gè)帶 Chromel {90％鎳和10％鉻} Alumel {95％鎳，2％錳，2％鋁和1％硅}結(jié)。 溫度范圍為0到800°C。它在較高溫度下耐氧化，但易受硫磺侵襲。

稱重 稱重傳感器

使用的稱重傳感器有兩個(gè)應(yīng)變計(jì)。當(dāng)稱重傳感器的材料適當(dāng)變形時(shí)，應(yīng)變（平面電阻器）變形/伸展/收縮。所用應(yīng)變計(jì)的極限為5 Kg。超過此極限將導(dǎo)致稱重傳感器永久變形。

流量傳感器/ 霍爾效應(yīng)流量計(jì)

霍爾效應(yīng)流量傳感器每升每分鐘流量輸出大約4.5個(gè)脈沖。 脈沖隨著流量的增加而增加，最大流量為30 L/min。

集成組件

使用上面顯示的部件完成系統(tǒng)的集成。首先使用Proteus Isis設(shè)計(jì)套件進(jìn)行集成，以配置和排列電子元件，并開發(fā)將用于器件的程序。下面的框圖和原理圖顯示了DAQ系統(tǒng)集成中使用的一般方法。