怎样用Arduino制作便携式数据记录器

这个项目是我大学高级项目的一部分。该设备背后的想法是制作一个可以在实验室携带的数据记录器，而无需连接到计算机。在此部分中，我们将介绍用于此项目的组件。稍后，我们将开始校准传感器，设置软件程序和运行一些实验。

系统概述

衡量的是什么？

下表显示了要测量的参数和用于测量它们的传感器。

S/N测量变量传感器范围

1温度热电偶（K型）-250°C-1250°C

2质量电子称重传感器0 - 1公斤

3流量霍尔效应流量计1 - 30 Ltr/min

DAQ系统组件

数据传输和存储

CD4021BE移位寄存器

该器件用于将并行输入转换为串行输出，因此可以在微控制器中使用更少的输入引脚。 它是一个8位静态移位寄存器，因此将8个并行输入转换为串行传输。

Arduino UNO

微控制器用于链接所有组件，从所有ADC获取数字数据，处理它们，并将它们存储在存储卡上。 

Arduino Micro SD卡模块

微控制器和SD卡之间的通信使用SPI。该模块的功能包括： 格式化和准备存储卡，文件命名，以及打开和关闭文件。

信号调节

MAX6675Thermocouple

MAX6675执行冷端补偿并数字化来自K型热电偶的信号。数据以12位分辨率输出。 它将温度分解为0.25°C，读数高达+ 1024°C。芯片还可以检测到开路热电偶。

HX711称重传感器的

通过将放大器连接到微控制器，可以读取称重传感器电阻的变化，通过一些校准，可以获得非常精确的重量测量值。

传感器

温度热电偶

这是一个带 Chromel {90％镍和10％铬} Alumel {95％镍，2％锰，2％铝和1％硅}结。 温度范围为0到800°C。它在较高温度下耐氧化，但易受硫磺侵袭。

称重 称重传感器

使用的称重传感器有两个应变计。当称重传感器的材料适当变形时，应变（平面电阻器）变形/伸展/收缩。所用应变计的极限为5 Kg。超过此极限将导致称重传感器永久变形。

流量传感器/ 霍尔效应流量计

霍尔效应流量传感器每升每分钟流量输出大约4.5个脉冲。 脉冲随着流量的增加而增加，最大流量为30 L/min。

集成组件

使用上面显示的部件完成系统的集成。首先使用Proteus Isis设计套件进行集成，以配置和排列电子元件，并开发将用于器件的程序。下面的框图和原理图显示了DAQ系统集成中使用的一般方法。