Neste post, vamos aprender a como montar datalogger, para registrar em um cartão SD, temperatura, umidade relativa, tensão e nível de luminosidade. Esse tipo de dispositivo é extremamente útil para fazer análises de fenômenos que dependem do tempo. Por exemplo, podemos registrar a variação de temperatura e umidade relativa do ambiente ao longo de um determinado período, e então, posteriormente, fazer a análise dos dados em uma planilha eletrônica.

Observe que é possível registrar dados de qualquer sensor conectado ao ser Arduino, portanto você pode adaptar o projeto deste artigo para inúmeras aplicações diferentes.

Materiais necessários

• Arduino UNO R3
• Modulo SD card
• DHT 11
• LDR
• 2x Resistor 10kΩ
• Jumpes MxM
• Protoboard 830 furos
• Leitor USB de cartão SD 
  
• LED vermelho
• Resistor 470Ω
• Cartão SD
  

Diagrama elétrico do datalogger

Observe o diagrama da figura 1, faça a sua montagem conforme a ilustração, lembre-se de  checar todas a conexões elétricas.

Figura 1: Montagem em protoboard.

Funcionamento do datalogger

O protótipo de datalogger tem por função registrar os dados provenientes dos sensores ao longo do tempo. O programa é dividido em duas funções, a primeira função lê os dados dos sensores, já a segunda função, é responsável por passar os dados dos sensores para um arquivo no cartão SD.

Um parâmetro muito importante em um datalogger é a taxa de atualização, ou seja, o intervalo de tempo entre cada leitura do sensor. Este parâmetro deve ser ajustado conforme o fenômeno em que se deseja registrar.

Por exemplo, para registrar a variação de temperatura ao longo do dia sugerimos um intervalo de no mínimo 30 minutos entre cada leitura de temperatura. Observe que quanto menor for o intervalo entre cada medida, melhor será a resolução para posterior análise dos dados. No entanto, tenha em mente que isso acarretará, inevitavelmente, em um maior volume de dados para analisar.

Existem situações em que é necessário um menor intervalo entre medidas, por exemplo, medir a velocidade do seu carro por meio de um sensor conectado a roda do veículo.

Para o exemplo de registrar a velocidade do carro, imagine o que aconteceria com os seus dados de análise se as medidas fossem tomadas a cada 5 minutos, durante este intervalo de tempo você não teria nenhum dado sobre a velocidade do veículo.

Portanto, o intervalo de atualização do datalogger, deve ser escolhido em função da variação de valor da variável ao longo do tempo.

Formatando o seu cartão SD

Para que o Arduino consiga ler o cartão SD, é necessário que o cartão esteja formatado em FAT ou FAT32.  Para tanto, basta inserir cartão SD em um leitor de cartões e conectar ao computador. No computador, acesse a pasta “Meu Computador” e então, clique com o botão direito do mouse sobre o cartão SD,  escolha a opção formatar. dentro da caixa de diálogo de formatação escolha o formato FAT32 (padrão).

Interpretando os dados do datalogger com o Excel

O protótipo de datalogger, descrito neste artigo, gera um arquivo do tipo CSV. Este tipo de arquivo tem por característica separar os dados com uma vírgula.

Observe um exemplo gerado pelo datalogger, respectivamente temos em ordem, e separado por vírgulas: tempo, temperatura, umidade relativa, luminosidade e tensão.

10,24.00,70.00,4,3.08

Observe também que o separador decimal utilizado pelo datalogger é um ponto. No entanto, no Brasil, por norma, o separador decimal utilizado é uma vírgula. Logo, antes de utilizarmos estes dados há duas coisas para serem feitas na respectiva ordem:

• Colocar cada tipo dado em uma coluna do Excel utilizando uma ferramenta “Texto para Colunas” do Excel.
• Substituir os pontos decimais (sistema norte-americano) por vírgulas decimais.

Feito isto, os dados devem ficar no formato de tabela.

Conecte o cartão SD no computador, então, abra o arquivo CSV com o Excel, e depois na aba “Dados” do Excel, clique em Texto para Colunas”

Siga o passo a passo do assistente de conversão, conforme as imagens abaixo.

Clique em Delimitado, e depois em Avançar.

Então, selecione os delimitadores, neste caso, apenas vírgulas.

Já na terceira etapa de conversão, selecione o formato de dados da coluna, clique na opção geral. E depois, em avançado, selecione vírgula para separador decimal, já para o separador de milhar, deixe em branco. Por fim clique em Ok e depois concluir.

Após rodar o assistente de conversão de texto para colunas a sua planilha deverá ficar conforme a figura abaixo.

Observe o gráfico gerado com os dados provenientes do datalogger:

Código fonte

#include <SPI.h>
#include <SD.h>
#include <DHT.h>

#define DHTPIN 7
#define DHTTYPE DHT11

const int chipSelect = 10;
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);


//vars do timer millis que determina o intervalo entre medidas
unsigned long period = 60000;  //modifique aqui o intervalo entre medidas, utilize multiplos de 60000ms   
unsigned long time_now = 0;
int tempo = 1;

void setup() {
  
pinMode(6, OUTPUT);
Serial.begin(9600);

  
Serial.print(F("Lendo cartao SD"));
delay(100);
  if (!SD.begin(chipSelect)) {
     Serial.println(F("Leitura Falhou"));
     while (1);
  }
Serial.println(F("Cartao SD Inicializado!"));

}


void loop() {


  if (millis() >= time_now + period) {
  time_now += period;
    
      digitalWrite(6, HIGH);
      delay(2200);                      
      digitalWrite(6, LOW);        


       float h = dht.readHumidity();
       float t = dht.readTemperature();
       int luz = analogRead(0);  
       float tensao = analogRead(1); 
       tensao = (tensao*5)/1023;
       
        String dataString = "";
          dataString += String(tempo);
          dataString += ",";      //separa cada dado com uma virgula
          dataString += String(t);
          dataString += ",";
          dataString += String(h);
          dataString += ",";
          dataString += String(luz);
          dataString += ",";
          dataString += String(tensao);
          
      File dataFile = SD.open("dados.csv", FILE_WRITE);
      
        if (dataFile) {
          dataFile.println(dataString);
          dataFile.close();
          Serial.println(dataString);
        }
         
        else {
          Serial.println(F("ERRO"));
       }
       tempo++; //contador de minutos
  }       
}

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