ساخت دیتالاگر دما و رطوبت با ماژول RTC و SD Card
زمان مطالعه: در حال محاسبه...
کپی لینک
واتساپ
تلگرام
ایتا
بله
فهرست مطالب
مقدمه
در بسیاری از پروژه‌های صنعتی، تحقیقاتی و آموزشی، نیاز است که تغییرات دما و رطوبت در بازه‌های زمانی مشخص ثبت و تحلیل شود. یکی از بهترین روش‌ها برای این کار استفاده از دیتالاگر دما و رطوبت است که داده‌ها را روی کارت حافظه SD ذخیره می‌کند و با کمک ماژول RTC، زمان دقیق هر نمونه‌برداری ثبت می‌شود. این سیستم به شما امکان می‌دهد تغییرات محیطی را به‌صورت مستمر و با دقت بالا مانیتور کنید، بدون اینکه نیاز به حضور دائم داشته باشید.
با این روش، می‌توان به راحتی اطلاعات محیط را جمع‌آوری کرده و برای تحلیل، ترسیم نمودار و بررسی روندهای طولانی‌مدت استفاده کرد.
در ادامه این مقاله به بررسی سخت‌افزار مورد نیاز، مدار اتصال، برنامه‌نویسی میکروکنترلر، نحوه ذخیره داده‌ها روی SD Card و نکات عملی برای بهبود دقت و پایداری دیتالاگر می‌پردازیم.
معرفی و کاربرد دیتالاگر
وظیفه اصلی
ثبت مستمر دما و رطوبت با زمان دقیق به کمک ماژول RTC، امکان تحلیل تغییرات محیطی را در بازه‌های زمانی مشخص فراهم می‌کند. این سیستم داده‌ها را به‌صورت فایل روی کارت SD ذخیره می‌کند و امکان بررسی روند طولانی‌مدت، پیش‌بینی تغییرات و تصمیم‌گیری علمی را می‌دهد. همچنین می‌توان داده‌ها را برای ترسیم نمودار، مقایسه پارامترهای محیطی و کنترل شرایط محیطی مورد استفاده قرار داد.
کاربردها
محیط‌های آزمایشگاهی و تحقیقاتی
گلخانه‌ها و کشاورزی هوشمند
نظارت بر سرور و اتاق‌های صنعتی
پروژه‌های آموزشی و دانشجویی
قطعات و ماژول‌های مورد نیاز
- میکروکنترلر (Arduino Uno / Mega / Nano)
سنسور دما و رطوبت (DHT11 / DHT22 / SHT31)
ماژول RTC (مانند DS1307 یا DS3231)
ماژول کارت حافظه SD
مقاومت‌ها، سیم‌بندی و بردبرد
نمایشگر LCD یا OLED (اختیاری برای نمایش آنی داده‌ها)
اصول عملکرد سیستم
خواندن داده از سنسور دما و رطوبت
خواندن زمان دقیق از ماژول RTC
ذخیره داده‌ها در فایل CSV روی SD Card
امکان نمایش لحظه‌ای داده‌ها روی نمایشگر LCD (اختیاری)
تکرار فرآیند در بازه‌های زمانی مشخص (مثلاً هر ۵ دقیقه)
اتصال سخت‌افزاری
سنسور دما و رطوبت: اتصال دیتا به پایه دیجیتال میکروکنترلر و تغذیه ۵V/۳.۳V
RTC: اتصال I2C (SDA/SCL) به پایه‌های مربوطه
SD Card: اتصال SPI (MOSI, MISO, SCK, CS) به پایه‌های SPI میکروکنترلر
تغذیه: از USB یا آداپتور ۵V/۲A می‌توان استفاده کرد
برنامه‌نویسی و ذخیره داده‌ها
استفاده از کتابخانه‌های Arduino:
DHT.hبرای سنسور دما و رطوبتRTClib.hبرای RTCSD.hبرای کارت SD
نمونه کد: خواندن داده‌ها، افزودن زمان RTC و ذخیره در فایل CSV
مدیریت خطا: بررسی اتصال کارت SD و صحت داده‌ها
نکات عملی و افزایش دقت
برای افزایش دقت و پایداری دیتالاگر دما و رطوبت، علاوه بر انتخاب سنسور و ماژول RTC مناسب، رعایت چند نکته عملی ضروری است:
استفاده از RTC با دقت بالا مانند DS3231 برای کاهش خطای ساعت و ثبت زمان دقیق هر نمونه‌برداری.
نصب سنسور در مکان مناسب و ثابت تا تغییرات محیطی واقعی و بدون نویز اندازه‌گیری شود.
استفاده از فیلتر نرم‌افزاری (مانند میانگین‌گیری چند نمونه) برای کاهش نویز و داده‌های نوسانی.
محافظت سنسور در برابر رطوبت شدید، تابش مستقیم خورشید یا منابع حرارتی نزدیک.
انتخاب فاصله نمونه‌برداری مناسب: برای محیط‌های پایدار هر ۱۰ دقیقه کافی است و برای تغییرات سریع ۱–۵ دقیقه بهتر است.
بررسی مداوم سلامت SD Card و انجام backup منظم برای جلوگیری از از دست رفتن داده‌ها.
افزودن باتری بکاپ برای RTC تا در صورت قطعی برق زمان دقیق حفظ شود و داده‌ها منظم ثبت شوند.
با رعایت این نکات، دقت اندازه‌گیری و پایداری سیستم دیتالاگر به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و امکان استفاده طولانی‌مدت از پروژه بدون مشکل فراهم می‌شود.
جمع‌بندی
ساخت دیتالاگر دما و رطوبت با ماژول RTC و SD Card یک پروژه عملی و کاربردی است که می‌تواند در محیط‌های صنعتی، آموزشی و تحقیقاتی استفاده شود. با استفاده از سنسور دقیق، ماژول RTC و کارت حافظه SD، امکان ثبت داده‌ها با زمان واقعی فراهم می‌شود و این اطلاعات برای تحلیل روندها، پیش‌بینی تغییرات محیط و تصمیم‌گیری کاربردی است. این پروژه نسبتاً کم‌هزینه، آسان و قابل توسعه است و می‌توان آن را با افزودن نمایشگر، شبکه بی‌سیم یا اتصال به اینترنت پیشرفته‌تر کرد.
IXYS
Powerex
SANREX
STARPOWER
