ARDUINO – SD RTC SHIELD

pour toute les applications de sauvergarde et utilisation de données , il existe des shields comportant un lecteur de carte SD et une Horloge Temps Reel ( Real Time Clock). on retrouve ce type d’application sous la denomination commune de DataLogger .

il faudra bien entendu utiliser une carte SD mais en prenant en compte quelques précautions et limitations:

  • les cartes doivent etre compatible du protocole SPI
  • Utiliser une carte SD max 32 Go formatée en FAT16 ou FAT32 .
  • utiliser de preference des cartes de teille maxi 2 a 8 Go
  • Les noms de fichiers devront être au standard MSDOS ( 8 caractères sans espace ni extension de plus de 3 caractères)
  • Utiliser de préférence des fichiers au format .CSV (Comma Separated Value ) , format texte  tabulaire qui permet la récupération directe sur Excel.
  • Les vieilles cartes SD de 128 ou 256 Mo récupérées sur d’anciens apareils font très bien l’affaire pour les projets arduino:

Exemples : 128 Mo permet de stocker 2 560 000 enregistrements de 50 caractères

Si un enregistrement toutes les 5 minutes => capacité pour 9 000 jours soit plus de 20 ans d’enregistrement de données …

  • Mettre une pile ronde plate CR1220 dans le logement prévu a cet effet pour la sauvegarde jour/heure du RTC si coupure de courant sur l’ARDUINO.
  • Plugger l’ensemble sur l’arduino UNO en prenant garde à l’alignement des broches.
exemple de shield SD sur Arduino UNO

a titre d’exemple d’utilisation , nous allons connecteur un capteur DHT11 ( voir rubrique dédiée) et enregistrer les données du capteur sur la carte SD .

pour ce test , j’ai utilisé une carte SD de 2 Go . première opération, vérifier que la carte SD est reconnue par l’ARDUINO. pour cela , nous allons ouvrir l’exemple “cardinfo” de la librairie SD:

puis le télécharger dans l’Arduino et ouvrir le moniteur série ou devrait apparaitre un écran de ce type:

passons maintenant a un premier cas concret avec le DHT11

charger le programme ino ci dessous ( format ZIP car format ino interdit en telechargement par mesure de securité) et televersez le dans l’arduino avec le DHT11 branché comme ci dessuspuis ouvrir le moniteur serie.

#include <SPI.h>
#include <SD.h>
#include <dht_nonblocking.h>
const int chipSelect = 10;
#define DHT_SENSOR_TYPE DHT_TYPE_11
//#define DHT_SENSOR_TYPE DHT_TYPE_21
//#define DHT_SENSOR_TYPE DHT_TYPE_22
static const int DHT_SENSOR_PIN = 2;
DHT_nonblocking dht_sensor( DHT_SENSOR_PIN, DHT_SENSOR_TYPE );

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) { ; // wait for serial port to connect. Needed for native USB port only
  }
  Serial.print("Initializing SD card...");  
  if (!SD.begin(chipSelect)) {    // see if the card is present and can be initialized:
    Serial.println("Card failed, or not present");    
    while (1);    // don't do anything more:
  }
  Serial.println("card initialized.");
}

static bool measure_environment( float *temperature, float *humidity ) {
static unsigned long measurement_timestamp = millis( );
if( millis( ) - measurement_timestamp > 3000ul )   {
        if( dht_sensor.measure( temperature, humidity ) == true )       {
           measurement_timestamp = millis( );
           return( true );
        }
    }
   return( false );
}

void loop() { 
   float temperature;
   float humidity;
   if( measure_environment( &temperature, &humidity ) == true )   {
      String dataString = String(temperature) + ";" + String(humidity) ;  // make a string for assembling the data to log: 
      File dataFile = SD.open("DHT11.csv", FILE_WRITE);  
      if (dataFile) {     // if the file is available, write to it:
          dataFile.println(dataString);
          dataFile.close();
          // print to the serial port too:
          Serial.println(dataString);
          Serial.print( "T = " );
          Serial.print( temperature, 1 );
          Serial.print( " deg. C, H = " );
          Serial.print( humidity, 1 );    
          Serial.println( "%" );
      }
      // if the file isn't open, pop up an error:
      else {
          Serial.println("error opening datalog.txt");
      }    

   }  
}

dans le moniteur série on a quelque chose comme ça:

debrancher l’ARDUINO de l’alimentation et mettre la carte SD dans un PC pour voir ce qui a été enregistré dans le fichier.

le deuxieme exemple de mise en pratique va utiliser l’Horodatage de façon a avoir date et heure de chaque donnée. pour cela , en préliminaire , il va faloir installer la bibliothequeRTC disponible ici:

https://github.com/adafruit/RTClib

une fois fait , charger le programme ci dessous dans l’IDE arduino et televersez le dans l’ARDUINO.

#include <SPI.h>
#include <SD.h>
#include <RTClib.h>   // horodatage
#include <Wire.h> // Pour la communication I2C horodateur
#include <dht_nonblocking.h>
const int chipSelect = 10;
#define DHT_SENSOR_TYPE DHT_TYPE_11
//#define DHT_SENSOR_TYPE DHT_TYPE_21
//#define DHT_SENSOR_TYPE DHT_TYPE_22
static const int DHT_SENSOR_PIN = 2;
DHT_nonblocking dht_sensor( DHT_SENSOR_PIN, DHT_SENSOR_TYPE );
RTC_DS1307 RTC;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  RTC.begin();
  // following line sets the RTC to the date & time this sketch was compiled
  // RTC.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__));
  
  while (!Serial) { ; // wait for serial port to connect. Needed for native USB port only
  }
  Serial.print("Initializing SD card...");  
  if (!SD.begin(chipSelect)) {    // see if the card is present and can be initialized:
    Serial.println("Card failed, or not present");    
    while (1);    // don't do anything more:
  }
  Serial.println("card initialized.");
}

static bool measure_environment( float *temperature, float *humidity ) {
static unsigned long measurement_timestamp = millis( );
if( millis( ) - measurement_timestamp > 3000ul )   {
        if( dht_sensor.measure( temperature, humidity ) == true )       {
           measurement_timestamp = millis( );
           return( true );
        }
    }
   return( false );
}

void loop() { 
   float temperature;
   float humidity;
   if( measure_environment( &temperature, &humidity ) == true )   {
      File dataFile = SD.open("DHT11.csv", FILE_WRITE);  
      if (dataFile) {     // if the file is available, write to it:
          DateTime now = RTC.now();
          uint16_t year1 = now.year();
          uint16_t month1 = now.month();
          uint16_t day1 = now.day();
          uint16_t hour1 = now.hour();
          uint16_t minute1 = now.minute();
          uint16_t second1 = now.second();
          String dataReg = String(year1) + ";" + String( month1) + ";" + String(day1) +";" + String(hour1) + ";" + String(minute1) + ";" + String(temperature) + ";" + String(humidity) ; 
          dataFile.println(dataReg);
          dataFile.close();
          // print to the serial port too:
          Serial.println(dataReg);
      }
      // if the file isn't open, pop up an error:
      else {
          Serial.println("error opening DHT11.csv");
      }  
   }  
}

l’affichage dans le moniteur serie donne ceci:

et si ensuite on ouvre le fichier de la carte SD avec un PC sous notepad et excel on a ceci.

cet exemple terminera ce tuto sur le principe d’utilisation d’un DATALOGGER shield.