Logger-Schild: Messwerterfassung für Arduino
6 Schritt:Schritt 1: Überblick Schritt 2: Werkzeuge und Vorbereitung Schritt 3: Überprüfen Sie die Teileliste Schritt 4: Löten Sie das Kit! Schritt 5: Verwenden Sie es! Schritt 6: Herunterladen von Dateien
Datenprotokollierung Schild
Hier ist eine handliche Arduino Schild: Wir haben eine Menge Leute auf der Suche nach einem engagierten und gut konzipierte Datenerfassungs Schild hatte. Wir haben hart gearbeitet, um eine preiswerte und dennoch gut abgerundeten Design-Ingenieur. Es ist nicht nur einfach zu montieren und anpassen, auch kommt mit großen Dokumentation und Bibliotheken .
Sie können loslegen in einer Stunde -. Speichern von Daten in Dateien auf jedem FAT16 oder FAT32 formatierte SD-Karte, auf irgendeine Plotten, Tabellenkalkulation oder Analyseprogramm zu lesen Wir haben sogar eine Anleitung, wie man zwei freie Software-Programme verwenden, um Ihre Daten zu plotten . Die im Lieferumfang enthaltene Echtzeituhr Zeitstempel alle Ihre Daten mit der aktuellen Zeit, so dass Sie genau wissen, was passiert, wenn!
SD-Karten-Schnittstelle arbeitet mit FAT16 oder FAT32 formatiert Karten. 3,3 V Pegelumsetzer-Schaltung verhindert Schäden an der SD-Karte Echtzeituhr (RTC) hält die Zeit gehen, auch wenn der Arduino ist nicht angeschlossen. Die Batterie-Backup dauert Jahre inklusive Bibliotheken und Beispielcode sowohl für SD und RTC bedeuten, dass Sie gehen schnell Prototyping-Bereich für das Löten Steckverbinder, Schaltkreise oder Sensoren zu bekommen. Onboard 3,3 V Regler ist sowohl eine zuverlässige Referenzspannung und zuverlässig läuft SD-Karten, die viel Energie benötigen, um ausführen
Schritt 1: Überblick
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Diese Seite wird durch die schematische laufen, zu erklären, was los ist und warum die Teile, die wir taten abgeholt!
Hier ist der "big picture" schematische Referenz:
Energieversorgung:
Es gibt ein kleines Netzteil auf dem Board zur Erzeugung 3,3V @ 250mA. Wir verwenden keine der 3,3V-Regler auf der Arduino 'eingebaut', weil seine nur bis 50 mA garantiert und einige SD-Karte brauchen viel Leistung beim Schreiben. Diese Versorgung ist schön und ruhig, wir können es als analoges Referenz zu verwenden! Wir haben zwei Sätze von Bypass-Kappen zu versuchen und zu halten sowohl 5V und 3.3V Versorgungs schön und sauber - die 100uF diejenigen sind für das Niederfrequenzrauschen und 0,1 für höhere Frequenz
Real Time Clock:
Die Echtzeituhr ist der DS1307 von Maxim, die eine Backup-Batterie (CR1220) hat und mit dem Arduino via i2c (die SCL und SDA-Linien). i2c erfordert Pullup-Widerstände auf den Takt- und Datenleitungen, die Sie sehen, wie R1 und R2. 2.2K sind gute Werte, aber wenn man in der Klemme sind, werden 1.0K bis 10K wahrscheinlich funktionieren.
Die RTC benötigt eine einzelne 12.5pF Last Kristall bei 32,768 kHz, Q1 - das ist, wie es hält Zeit
Es gibt auch zwei LEDs für allgemeine blinkin '- wir mögen, sie zu nutzen, um zu sagen, wenn die SD-Karte geschrieben wird.
SD-Karten-Schnittstelle:
Die SD-Karte Halter an dem Arduino durch einen Puffer IC3 verbunden. Der Puffer ist ein Pegelumsetzer, die Umwandlung der 5 V-Signale in 3.3V diejenigen, die sicher in der Anwendung sind. (Bei einigen Karten sein OK zu 5V-Signale verwenden, aber Sie riskieren, auf die Karte dauerhaft beschädigt!) Es gibt einen Pull-up auf der CS-Leitung, so dass, wenn Sie die Arduino mit einem ISP-Programmer programmieren, während theres eine Karte in, wie Sie es sonst klettern sie .
Es gibt zwei "unbenutzt" Linien von der SD-Karte - Karte erkennen ist Masse kurzgeschlossen, wenn eine Karte eingelegt Schreibschutz ist Masse kurzgeschlossen, wenn eine Karte mit dem Sicherheitsschalter umgedreht eingelegt ist..
Arduino-Schnittstelle!
Schließlich haben wir das Arduino-Schnittstelle. Der Datenlogger Schild benutzt 6-polig Analog 4. Und 5 sind die I2C-Hardware-Pins. Die SD-Karte verwendet digitale Stifte 13, 12, 11 und 10. Die ersten drei sind ziemlich erforderlich. Wenn Sie wirklich brauchen Stift 10, können Sie die Bibliothek-Header-Datei bearbeiten und ändern Sie es von Pin 10 an einem anderen Stift. Aber Sie müssen Pin 10 als Ausgang haben, wenn seine ein Eingang, der SD-Schnittstelle nicht funktionieren (es ist ein wirklich ärgerlich Sache über AVRs - nicht sicher, warum das so ist). Ein Standard-6-Pin ISP-Header zur Verfügung, falls Sie die Arduino mit Code programmieren, mit einem Stand-alone-Programmierer wollen
Es gibt auch eine Reset-Taste, praktisch, wenn Sie die Arduino vorne anfangen wollen!
Schritt 2: Werkzeuge und Vorbereitung
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Wie:Dieses Kit ist ziemlich einfach, aber Sie sollten diese Schritte durchführen voll, so dass Sie keine Probleme haben!
Lernen Sie, lötenErfahren Sie, wie mit Tonnen von Tutorials zu löten!
Vergessen Sie nicht, um zu lernen, wie Sie Ihre Multimeter zu verwenden!
ToolsEs gibt einige wenige Werkzeuge, die für die Montage erforderlich sind. Keines dieser Tools sind im Lieferumfang enthalten. Wenn Sie diese nicht haben, wäre jetzt ein guter Zeitpunkt, um zu leihen oder kaufen sie. Sie sind sehr sehr praktisch, wenn Montage / Befestigung / Modifizieren elektronischer Geräte! I Links zu ihnen zu kaufen, aber natürlich sollten Sie sie erhalten, wo immer am bequemsten / preiswert. Viele dieser Teile sind in einem Ort wie Radio Shack oder andere (höhere Qualität) DIY Elektronik-Fachgeschäften erhältlich.
Ich empfehle eine "basic" Elektronik Werkzeugsatz für dieses Kits, die ich hier beschreibe.
Lötkolben. One mit Temperaturregelung und einem Stand am besten ist. Ein konischer oder kleine "Schraubendreher" Spitze ist gut, fast alle Eisen werden mit einer von ihnen.
Ein niedriger Qualität (ähem, € 10 Modell aus Radioshack) können Eisen mehr Probleme als seinen Wert führen!
Verwenden Sie keine "Coldheat" Lötkolben, sind sie nicht geeignet für empfindliche Elektronik der Arbeit und kann das Kit beschädigt werden ( siehe hier )
Überprüfen Sie heraus meine empfohlenen Grund Lötkolben und wo zu kaufen.
Solder. Rosin Kern, 60/40. Gute Lot ist eine gute Sache. Bad Lot führt zu Brückenbildung und kalte Lötstellen, die schwer zu finden sein kann. Kaufen Sie nicht eine winzige Menge, werden Sie laufen aus, wenn Sie es am wenigsten erwarten. Ein halbes Pfund Spule ist ein Minimum.
Überprüfen Sie heraus meine empfohlenen Grund Lot und wo zu kaufen.
Multimeter / Oszilloskop Ein Meter ist hilfreich, um Spannungen und Kontinuität zu überprüfen.
Überprüfen Sie heraus meine empfohlenen Grund-Multimeter und wo zu kaufen.
Flush / Seitenschneider. Wesentlich für Schneid Leitungen in der Nähe der Leiterplatte.
Überprüfen Sie heraus meine empfohlenen Grundseitenschneider und wo zu kaufen.
Entlötwerkzeug. Wenn Sie sind anfällig für falsch Lötteile.
Überprüfen Sie heraus meine empfohlenen Grund Entlötwerkzeug und wo zu kaufen.
"Handy-Hands 'mit Lupe. Nicht unbedingt erforderlich, aber werden die Dinge gehen viel schneller.
Überprüfen Sie heraus meine empfohlenen Grund 3. Handwerkzeug und wo zu kaufen.Gutes Licht. Wichtiger als man denkt.
Schritt 3: Überprüfen Sie die Teileliste
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StücklisteBild Name Beschreibung Informationen über das Teil Qty 
IC1
3.3V lineare Spannungsregler, 250 mA StromMCP1700-3302E / TO 1 
IC2 Echtzeituhr DS1307 1 
IC3
Pegelumsetzer für SD-Karte
Wenn Sie nicht diesen Teil haben, haben Sie wahrscheinlich eine v1.0 Kit. Siehe Teileliste unten74AHC125 1 
Q1 32,768 kHz, 12,5 pF Uhrglas Generisches 32.768KHz Kristall 1 
SD / MMC-Kartenhalter Tyco 2041021-3 1 
LED1 3mm LED rot Generisches 1 
LED2 3mm LED grün
Generisches 1 
R5
1 / 4W 5% 10K-Widerstand
Braun, Schwarz, Orange, GoldGenerisches 1
R3, R4
1 / 4W 5% 1.0K Widerstand
Braun, Schwarz, Rot, GoldGenerisches 2
R1, R2
1 / 4W 5% 2.2K Widerstand
Rot, Rot, Rot, GoldGenerisches 2 
C2, C3
0.1uF Keramikkondensator (104)
Täuschend wie die 0.01uF Keramikkondensator!Generisches 2 
C1, C4 100uF / 6V oder mehr Kondensator Generisches 2 
RESET 6mm Tastschalter B3F-1000 1 
ICSP 6-pin ICSP Header Generisches 1 
36-polige Stiftleiste (1x36) Generisches 1 
BATT 12mm 3V Lithium-Knopfzelle CR1220 1 
BATT " 12mm Knopfzellenhalter Keystone 3001 1 PCB Leiterplatte Adafruit Industries 1
Schritt 4: Löten Sie das Kit!
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Löten Sie den Bausatz zusammen
Bereiten Sie das Kit, indem Sie die Stückliste und die Überprüfung haben Sie alles zusammenstellen!
Als nächstes erwärmen Ihre Lötkolben und klar aus Ihrem Schreibtisch.
Legen Sie die Leiterplatte in einen Schraubstock einspannen, so dass Sie leicht, daran zu arbeiten
Im ersten Teil werden wir löten ist ein 10K-Widerstand. Das 10K-Widerstand ist gestreift braun schwarz orange Gold. Biegen Sie den Widerstand in eine Heftklammer wie dargestellt.
Setzen Sie den Widerstand in der Lage markiert R5. Die Widerstände haben keine Polarität, was bedeutet, Sie können es in "oder so" gesetzt und es wird gut funktionieren. Biegen Sie den Draht Beine aus, so dass der Widerstand liegt flach auf der Leiterplatte.
Dieser Widerstand ist notwendig, um die SD-Karte deaktiviert zu halten, wenn nicht in Gebrauch ist - dies verhindert versehentliche Schreibvorgänge auf der Karte, die es scamble könnte!
Drehen Sie das PCB über. Verwenden Sie Ihre Lötkolbenspitze drücken und Wärme sowohl das Pad (der silbernen Ring um das Loch) und Blei (Draht) gleichzeitig für 2 oder 3 Sekunden. Dann stecken Sie das Ende des Drahtes in erstellen ein schönes Lötstelle. Tun Sie dies für beide Leitungen.
Verwenden Sie Ihre Seitenschneider, schneiden Sie die langen Leitungen direkt über der Lötstelle. 
Die nächsten beiden Widerstände 1.0K - ihre Farbe Streifen Braun Schwarz Rot Gold.
Bend und legen Sie sie in die Schlitze der Bezeichnung R3 und R4
Diese Widerstände stellen Sie die Helligkeit der beiden Anzeige LED rot / grün
Flip über die Leiterplatte und löten Sie die 2 Widerständen.
Clip der beiden Widerstände "Leads 
Sobald Sie sich wohl fühlen mit den Widerständen, lässt Sie die SD-Kartenhalter. Der Halter ist Oberflächenmontage (es gibt keine Drähte, die durch die Platte gehen), aber der Abstand ist sehr großzügig, so wird es nicht schwierig sein.
Der Halter hat zwei Beulen, die 'Snap' ihren Platz auf der Leiterplatte. Stellen Sie sicher, dass die Erhebungen in Eingriff und der Halter sitzt flach.
Der erste Schritt zum Löten der Inhaber ist es, "tack 'es fest. An den Seiten gibt 4 große Registerkarten. Erhitzen Sie sowohl das Pad und Reiter zusammen für 3 Sekunden und löten die Lasche nach unten. Wiederholen Sie dies für alle 4 Registerkarten. Wenn Sie fertig sind, sollten Sie nicht in der Lage, um den Halter zu bewegen.
Als nächstes löten Sie die 7 großen äußersten linken Stifte der Halterung auf die entsprechenden Pads. Verwenden Sie eine geringe Menge von Lot, so dass Sie nicht am Ende, der zwei Stifte durch Zufall. Wenn Sie nicht auf der SMT-Löten qualifizierte, können Sie einfach überspringen Sie die letzten drei kleinere Stifte, sie sind gar nicht nötig
Wir werden nun in den beiden 2.2K Widerstände (Rot Rot Rot Gold) löten in die beiden Schlitze markierten R1 und R2
Diese beiden Widerstände sind durch die RTC-Chip-Datenleitungen verwendet.
Löten Sie die Widerstände mit Ihrem jetzt-Experte Widerstand Löten Fähigkeiten
Als nächstes werden wir die zwei gelben Keramik-Kondensatoren C1 und C3 zu installieren. Keramik-Kondensatoren sind nicht polar, so dass sie so oder so eingesetzt werden und wird gut funktionieren.
Biegen Sie die Leitungen wie die Widerstände um sie flach an der PCB zu halten
Place, Lot und Clip die Kondensatoren.
Nachfolgend sind das elektrolytische Kondensatoren C1 und C4.
Elektrolyt-Kondensatoren sind polarisiert und müssen richtig platziert werden. Die längere Vorlauf des Kondensators ist der Pluspol (+) in Führung. Achten Sie darauf, diese Leitung ist in der mit einem + markiert Loch platziert.
Schauen Sie genau vor dem Löten um sicherzustellen, dass Sie diesen Teil richtig gemacht!
Lot und Clip
Als nächstes werden wir in der 3,3 V-Regler zu löten. Der Regler ist in einer TO-92 Paket, mit einem halbzylindrischen Kunststoffteil und drei Beine.
Legen Sie sie in die Position markiert IC1. Aufgrund der Art, die Elektroden angelegt hat, stehen die Regler pflegt sie flach gegen die Leiterplatte. Das ist OK, sollte es bleiben bis ein wenig. Sicherstellen, dass die flache Seite des Pakets entspricht der Gliederung auf den Siebdruck
Löten und Clip die drei Leitungen
Als nächstes werden wir platzieren und löten die 8-Pin-Buchse.
Die Buchse ist für den Schutz der Clock-Chip und macht es einfach einzusetzen und zu entfernen. Leider RTCs oft sollte nicht entfernt werden, was bedeutet, dass die Platzierung dieser Teil ist nicht immer vorzuziehen. Wenn die loggershield wird sich in einem Ort, wo der Chip Ko gehen verwendet werden, sollten Sie die Steckdose zu überspringen und nur löten den Chip in
Die Buchse hat einen kleinen Einschnitt in einem Ende. Dass Kerbe sollte die auf dem Bild auf der Leiterplatte Siebdruck lassen. Dies wird Ihnen helfen richtig später die chipin zu platzieren. Auf diesem Foto seine auf der LINKEN
Möglicherweise müssen Sie einen Pin des Sockels zu löten, während sie es in Halte mit dem Finger (oder Band), wie die Beine sind nicht lang genug, um an Ort und Stelle, während gebogen werden.
Jetzt können Sie IC2 durch leichtes Biegen der Stifte in so dass sie eine Linie mit der Buchse und dem Punkt und Kerbe im Chip platzieren Sie die DS1307 RTC-Chip in die Buchse auf der gleichen Seite wie der Sockel Kerbe. Das RTC ist, was hält Zeit, wenn der Strom aus ist, es ist ein sehr sehr sehr niedriger Strommikrokontroller und Kristall, der Zeit seit Jahren auf einer kleinen Knopfzelle halten. Auf diese Weise können Sie Ihre Uhr mit Leichtigkeit MOD und nicht, um es nach einem Stromausfall zurückgesetzt.
Der nächste Chip IC3 ist der CD4050, die der 3,3 V Pufferchip, der die 5 V Signale von der Arduino an die 3,3 V SD-Card wandelt ist
IC muss eine bestimmte Art und Weise platziert werden, oder sie nicht arbeiten. Sichern Sie sich dieses Recht, weil, wenn das Teil in falsche seine eine echte Schmerzen zu beheben!
An einem Ende des Chips ist eine runde Aussparung. In diesem Foto seiner auf der rechten Seite. Achten Sie darauf, diese Kerbe der Siebdruck unter, wo es eine ähnliche runde Kerbe übereinstimmt. In thie Foto seiner auf der LINKEN
Lot in alle Pins des Chips
Zuerst schmilzt ein klein wenig Lot auf der Registerkarte Zentrum der Batteriehalter BAT. Dies wird einen guten Kontakt mit der Batterie zu machen.
Jetzt legen Sie die 12mm Münze Batteriehalter BAT und die 6mm Taste RESET. Die Schaltfläche ist eine symmetrische Teil, damit es auf zwei Arten gehen können. Richten Sie die Metallbeine mit den Löchern in der Leiterplatte und lassen Sie sie in. Die Schaltfläche sollte gegen die Leiterplatte flach sitzen.
Tack Lot einer Seite des Batteriehalter so es tut herausfallen, wenn Sie umdrehen.
Löten Sie nun die Taste und Batteriehalter einrasten. Es gibt nichts zu befestigen.
Weiter sind die roten und grünen LEDs. LED steht für Light Emitting Diode, und sie müssen richtig platziert werden, oder sie Arbeit gewohnt. Um sicherzustellen, dass die LEDs richtig installiert sind, überprüfen Sie, dass es eine Führung, die länger als die andere ist. Diese Führung ist der Pluspol (+) in Führung. Stellen Sie sicher, dass diese Leitung geht in die mit + auf der Leiterplatte Siebdruck markiert Loch, wie gezeigt. 
Als nächstes ist der 32.768 KHz Uhrenglas Q1. Der Kristall ist die gleiche wie was in Ihrem "Quarz" Uhr oder Uhren - das ist die Sache, um die Zeit tickt. Der Kristall ist nicht polar.
Löten und Clip die beiden LEDs und Kristall 
Als nächstes brechen die 36-Pin-Header Streifen in kleinere Abschnitte, so dass der Schirm auf dem Arduino platziert werden. Sie können Zange oder Seitenschneider verwenden.
Sie werden in der Lage, sich perfekt in 2 8-Pin-Streifen, und 2 6-Pin-Streifen lassen Sie die langen Streifen.
Setzen Sie die langen Enden der Stiftleiste in die Buchsenleiste auf der Arduino, wie gezeigt,
Legen Sie den Schirm auf dem Arduino, so dass die Stiftleiste deckt sich mit den Lot Löcher.
Löten Sie jeden Stift der Stiftleiste. Halten Sie den Schirm auf der Arduino die Arbeit leicht zu machen.
Sobald Sie fertig sind, können Sie das Schild von der Arduino entfernen.
Die letzten Montageschritt ist, um die Batterie einlegen. Die flache Seite nach oben geht. Es wird Jahre dauern, damit Sie nur einmal machen. 
Du bist fertig! Jetzt können Sie eine SD-Karte zu bekommen und lesen Sie die Nutzungs Dokumentation!
Schritt 5: Verwenden Sie es!
Erhalten Sie 'äh loggin'
Sobald Sie Ihr Schild gelötet up können Sie die RTC und SD-Karte für die Anmeldung mit Zeitstempel versehenen Daten zu verwenden.
Die Real Time Clock (RTC) - was es ist und wie es zu benutzen! Die SD-Karte - zum Schreiben der SD-Karte Vorbereitung Fridgelogger - ein Beispielprojekt zeigt (fast) alles, was Sie brauchen, um über das Erhalten Angaben und Schreiben es auf die SD-Karte Eine detaillierte Komplettlösung des letzten Skizze im fridgelogger verwendet - eine wirklich gute Idee, für Informationen darüber, warum die Dinge getan werden gelesen
Schritt 6: Herunterladen von Dateien
Arduino Bibliotheken SDFATlib - eine FAT16 / FAT32 SD-Karte Bibliothek perfekt für das Lesen und Schreiben von SD-Karten, die von fat16lib geschrieben RTClib - eine Bibliothek für das Abrufen und Einstellen der Zeit von einem DS1307 (ursprünglich von JeeLab geschrieben, ist etwas anders als unsere Version so benutzen Sie bitte unser nur zu machen, sicher sein kompatibel) - Laden Sie die .zip, indem Sie auf Quellcode (oben rechts) und benennen Sie die unkomprimierten Ordner RTClib
Für detaillierte Informationen über Installation Bibliotheken, stellen Sie sicher, unser Tutorial lesen
PCB-Dateien
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