Wir basteln uns einen Datenlogger – Arduino, das Shield und die Verkabelung

Bitte entschuldigen Sie die Verzögerung im Fortführen dieser Serie. Tatsächlich hatte die Verzögerung unter anderem damit zu tun, dass ein Kollege und ich zusammen ein Hands-On zum Thema Übersetzung/Gangschaltung beim Fahrrad entwickelt haben, das auf dem Arduino basiert…

Also, die Basis des Loggers ist ein Arduino, den wir Ihnen neulich als „Dings, das Dinge tun kann“ vorgestellt haben. Für dieses Projekt verwenden wir einen Arduino Uno:
Photo by Clic17 via Wikipedia, CC-BY-SA 4.0Photo by Clic17 via Wikipedia, CC-BY-SA 4.0

Nun, ein Arduino Uno kann viel mehr als nur Sensordaten auslesen, wie wir das tun möchten, aber mit ihm ist es eben sehr einfach, Projekte in die Realität umzusetzen, ohne immer gleich löten zu müssen, er wird mit einer einfach zu lerneneden Programmiersprache programmiert und es gibt eine breite Gemeinschaft auf der ganzen Welt, die mit ihm experimentiert, so dass man meistens Antworten zu auftauchenden Fragen im offiziellen Arduino-Forum https://forum.arduino.cc/ oder irgendwo sonst im Internet findet.

Um mit dem Arduino zu arbeiten werden wir den Sensor und andere Bauteile mit den Ports des Arduino verbinden. Zur Verfügung stehen uns digitale Aus- und Eingänge (0 to 13), analoge Aus- und Eingänge (A0 to A5) und einige Anschlüsse für die Stromversorgung (bezeichnet mit 3,3 V, 5 V und GND). Wir werden später sehen, was wir wie verbinden.

Zunächst brauchen wir aber ein anderes nützliches Ding, ein Datenlogger-Shield. Also, was ist denn ein Shield, fragen Sie? Nun, so wie der Arduino aus der Verpackung kommt ist er ein Generalist. Er kann alles machen, ob es nun darum geht, die Geschwindigkeit eines Fahrrads zu messen oder Klimadaten zu speichern. Man verbindet einfach alles, was man für ein Projekt braucht mit dem Arduino. Je nach Projekt können das ziemlich viele Kabel, Widerstände, Kondensatoren, Schalter… sein. Deshalb haben einige nette Leute bereits fertige Platinen entwickelt, die schon sehr viel von den Dingen an Bord haben, die man für ein spezifisches Projekt braucht und die man ganz einfach mit dem Arduino verbinden kann, indem man sie ihm auf den Rücken „klickt“. Jetzt sitzt dieses Shield wie ein Rucksack auf dem Arduino und ist bereit, seine Aufgabe wahrzunehmen und es stehen immer noch eine ganze Reihe von Ports zur Verfüngung, obwohl einige jetzt natürlich für die Zusammenarbeit zwischen Arduino und Shield belegt sind.

Und was ist nun ein Datenlogger-Shield? Sehen Sie hier:

Taken from Adafruit website https://www.adafruit.com/product/1141

Von der Adafruit-Website https://www.adafruit.com/product/1141


Ein Datenlogger-Shield hat zwei sehr nützliche Einrichtungen: Ein SD-Card-Lesegerät, um die Klimadaten mit zu schreiben und eine Echtzeituhr. Wir brauchen eine Echtzeituhr weil ein Arduino im Grunde genommen ziemlich dämlich ist. Wenn wir ihm sagen, wie spät es ist, erinnert er sich daran nur so lange, wie er Strom hat. Wenn wir ihn von der Stromquelle abklemmen, glaubt er sofort, es ist 0 Uhr. Die Echtzeituhr hat eine kleine Batterie dabei, die sicher stellt, dass der Arduino sein Zeitgedächtnis behält, auch wenn er abgestöpselt ist.

Nachdem wir das Shield auf den Arduino gesteckt haben, können wir damit beginnen, unseren Logger zu verkabeln. Das können wir tun, indem wir die Kabel direkt auf das Shield löten, das praktischerweise auch noch eine kleine Lochrasterplatine für diesen Zweck an Bord hat. Oder aber wir benutzen ein kleines Breadboard und stellen die Verbindung mit Breadboard-Kabeln her, wie wir das im Beispiel gemacht haben. Für den Langzeit-Einsatz würde ich immer das Löten bevorzugen, da diese Verbindung weniger anfällig für Wackelkontakte ist. Die Verkabelung sollte so aussehen:

logger

Der Daten-Pin des Sensors ist mit dem digitalen Port 9 verbunden, die grüne LED über einen 100 Ohm Widerstand mit dem digitalen Port 8, die rote LED über einen 200 Ohm Widerstand mit dem digitalen Port 7. Die „angewinkelten (kürzeren) Beinchen“ der LEDs, die deren Minuspol sind, und der Ground-Pin des DHT22 werden mit dem GND (Ground) Port des Arduino verbunden. Der Power Pin und der Daten-Pin des DHT22 über einen 10 Kiloohm-Widerstand werden mit dem 5V-Port des Arduino verbunden.

Bei unserem Logger haben wir das Breadboard mit dem Sensor und den zwei LEDs außerhalb des Gehäuses angebracht, während Arduino und Shield innerhalb des Gehäuses sitzen. Man kann sehen, wie die Breadboardkabel innen und außen verbinden:

DatLog_2

Schließlich benötigen wir noch etwas, um den Reset-Button zu bedienen, falls wir das Programm neu starten müssen. Dafür haben wir ein Wattestäbchen mit einem breiten Plastikdübel am Ende verwendet.

Als nächstes sehen wir uns dann die Programmierung an.

Angela Kipp

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