Serial Plotter Adruino: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-01 14:40

Η συνάρτηση Arduino Serial Plotter προστέθηκε στο Arduino IDE, επιτρέποντάς σας να σχεδιάσετε εγγενώς σειριακά δεδομένα από το Arduino στον υπολογιστή σας σε πραγματικό χρόνο. Εάν βαρεθήκατε να βλέπετε τα δεδομένα εισόδου του αναλογικού αισθητήρα Arduino να χύνονται στην οθόνη σας όπως το The Matrix, αυτό μοιάζει με έναν πιο όμορφο τρόπο για να απεικονίσετε τι συμβαίνει. Ένας σειριακός σχεδιαστής είναι ένα εργαλείο εκτός σύνδεσης που σας επιτρέπει επίσης να οπτικοποιήσετε δεδομένα και να αντιμετωπίσετε προβλήματα τον κωδικό σας εκτός σύνδεσης χωρίς να χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε υπηρεσίες τρίτων, όπως η επεξεργασία ή η σχεδίαση. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει επίσημη τεκμηρίωση στον ιστότοπο Arduino σχετικά με τη χρήση και τη λειτουργικότητα του Serial Plotter, αποφάσισα να τεκμηριώσω τις χρήσεις και τις δυνατότητές του.

Χαρακτηριστικά

• Σχεδιασμός πολλαπλών γραφημάτων
• Εκτός σύνδεσης
• Αυτόματη αλλαγή μεγέθους γραφήματος
• Υποστηρίζει γραφήματα αρνητικής αξίας
• Αυτόματη κύλιση κατά μήκος του άξονα Χ
• Διαφορετικά χρώματα για κάθε μεταβλητή

Εφαρμογές

• Οπτικοποίηση δεδομένων εκτός σύνδεσης
• Αντιμετώπιση προβλημάτων κώδικα
• Ανάλυση κυματομορφών

Απαιτούμενα μέρη

Arduino - AliExpress ή Arduino Starter Kit - AliExpress

Βήμα 1: Σχεδιάζοντας ένα γράφημα

Τώρα που εγκαταστήσατε την πιο πρόσφατη έκδοση του Arduino IDE (1.6.7 ή παραπάνω), ήρθε η ώρα να καταλάβετε πώς λειτουργεί πραγματικά το Serial Plotter. Το Arduino Serial Plotter λαμβάνει τιμές εισερχόμενων σειριακών δεδομένων μέσω της σύνδεσης USB και είναι σε θέση να απεικονίσει τα δεδομένα κατά μήκος του άξονα X/Y, πέρα από το να βλέπουμε τους αριθμούς να φτύνουν στο Serial Monitor. Ο κάθετος άξονας Υ ρυθμίζεται αυτόματα καθώς η τιμή της εξόδου αυξάνεται ή μειώνεται και ο άξονας Χ είναι ένας σταθερός άξονας 500 σημείων με κάθε τικ του άξονα ίσο με μια εκτελεσμένη εντολή Serial.println (). Με άλλα λόγια, το γράφημα ενημερώνεται κατά μήκος του άξονα Χ κάθε φορά που το Serial.println () ενημερώνεται με μια νέα τιμή.

Θυμηθείτε να ορίσετε το Baud Rate του Serial Plotter έτσι ώστε να ταιριάζει με αυτό του κώδικα.

Πολλαπλά οικόπεδα

Κατά την εμφάνιση πολλαπλών κυματομορφών, κάθε ξεχωριστή μεταβλητή/τιμή/παράμετρος εμφανίζεται χρησιμοποιώντας διαφορετικό χρώμα όπως φαίνεται παρακάτω.

Για να σχεδιάσετε ταυτόχρονα πολλές μεταβλητές ή κυματομορφές, εκτυπώνεται ένα «διάστημα» μεταξύ των δύο δηλώσεων εκτύπωσης.

Serial.print (θερμοκρασία)

Serial.print (""); Serial.println (υγρασία);

Ή

Serial.print (θερμοκρασία)

Serial.print ("\ t"); Serial.println (υγρασία);

Σε αυτήν την περίπτωση, οι τιμές της θερμοκρασίας και της υγρασίας των μεταβλητών θα έχουν ξεχωριστές κυματομορφές που σχεδιάζονται στο ίδιο γράφημα ταυτόχρονα.

Βήμα 2: Οπτικοποίηση δεδομένων εκτός σύνδεσης

Χρησιμοποίησα το Arduino Serial Monitor στο Automatic Plant Watering System μου για να απεικονίσω και να σχεδιάσω τα δεδομένα αισθητήρα υγρασίας.

Ο κύριος σκοπός του Serial plotter είναι ότι δεν χρειάζεται να είστε συνδεδεμένοι στο Διαδίκτυο για να απεικονίσετε τα δεδομένα από έναν αισθητήρα ή το έργο σας. Και ως εκ τούτου, για σκοπούς Οπτικοποίησης Δεδομένων, ο Serial plotter υπερέχει στη δουλειά του.

Είτε πρόκειται για ένα μοναδικό κύμα είτε για ένα γράφημα πολλαπλής γραφικής παράστασης, το Serial Plotter αλλάζει αυτόματα το μέγεθος του και χρωματίζει κάθε κύμα. Για να δοκιμάσετε τη λειτουργία Οπτικοποίησης δεδομένων, μπορείτε να ακολουθήσετε τα ακόλουθα βήματα:

1. Συνδέστε μερικούς αισθητήρες στο Arduino σας
2. Εκτυπώστε τις τιμές των αισθητήρων & Μεταφορτώστε τον κώδικα.
3. Ανοίξτε το Serial Plotter.

Έχω χρησιμοποιήσει το Serial Plotter στο Tweeting Weather Station μου για να απεικονίσω την ανάγνωση των διαφόρων αισθητήρων στον Μετεωρολογικό Σταθμό. Οι παραπάνω κυματομορφές δείχνουν το διάγραμμα των μετρήσεων θερμοκρασίας (26 ° C) & υγρασίας (65%RH) του αισθητήρα SL-HS-220.

Βήμα 3: Αντιμετώπιση προβλημάτων

Μία από τις καλύτερες χρήσεις του Serial Plotter είναι η αντιμετώπιση προβλημάτων κώδικα & κυκλώματος. Ελαττωματικές συνδέσεις ή εσφαλμένη λογική κωδικοποίησης μπορεί μερικές φορές να επιστρέψουν μια ανεπιθύμητη έξοδο. Σε τέτοιες περιπτώσεις όπου υπάρχουν πάρα πολλές γραμμές κώδικα ή πάρα πολλά καλώδια για εντοπισμό σφαλμάτων στο Serial Plotter μπορεί να εμφανιστεί το ακριβές σημείο σφάλματος.

Με τη βοήθεια του Serial Plotter μπορείτε να ελέγξετε εάν η ανάγνωση αισθητήρων είναι λανθασμένη ή ακόμα και αν ο αισθητήρας δεν είναι σωστά συνδεδεμένος στο Arduino. Το Serial Plotter θα βοηθήσει επίσης στον εντοπισμό σφαλμάτων κώδικα, εμφανίζοντας τις τιμές διάφορες καταστάσεις και μεταβλητές υπό όρους ή ακόμα και τις καταστάσεις των ακίδων του Arduino.

Ένα καλό παράδειγμα θα ήταν η αντιμετώπιση προβλημάτων ενός ρομπότ αποφυγής εμποδίων. Σε αυτό το παράδειγμα, η κυματομορφή Μπλε αντιπροσωπεύει τον υπερηχητικό αισθητήρα και οι κίτρινες και κόκκινες κυματομορφές αντιπροσωπεύουν τον αριστερό και τον δεξιό κινητήρα. Καθώς η απόσταση μεταξύ του εμποδίου και του ρομπότ μειώνεται, η μπλε κυματομορφή μειώνεται. Σε μια τιμή κατωφλίου (ελάχιστη απόσταση) 10, το ρομπότ στρίβει δεξιά, επομένως οι δύο κινητήρες έχουν διαφορετικές τιμές. Δεξιά = 50, Αριστερά = 100. Μπορείτε να δείτε την κόκκινη κυματομορφή να μειώνεται και την κίτρινη κυματομορφή να παραμένει σταθερή ταχύτητα που αντιπροσωπεύει τη δεξιά στροφή.

Αντιμετώπιση προβλημάτων εάν ένα καλώδιο δεν ήταν σωστά συνδεδεμένο ή ένα εξάρτημα δυσλειτουργούσε ή η λογική κωδικοποίησης ήταν λανθασμένη θα σας κόστιζε πολύ χρόνο. Αλλά με τη βοήθεια του Serial Plotter ο χρόνος που απαιτείται για την αντιμετώπιση του προβλήματος μπορεί να μειωθεί σημαντικά αναλύοντας τις κυματομορφές.

Βήμα 4: Δημιουργία και ανάλυση λειτουργιών

Με μια βασική αίσθηση προγραμματισμού και μερικές γραμμές κώδικα, το Arduino είναι σε θέση να λειτουργήσει ως γεννήτρια λειτουργιών. Το Arduino είναι ικανό να παράγει τετράγωνες, τριγωνικές, ημιτονοειδείς και οδοντωτές κυματομορφές. Σε προηγούμενες εκδόσεις του Arduino IDE θα μπορούσαμε να παρατηρήσουμε μόνο τις τιμές του τύπου κυματομορφής που παράγονται στο Serial Monitor χωρίς καμία οπτικοποίηση. Θα ήταν χρονοβόρο να αναλυθεί η παραγωγή μόνο βάσει αριθμητικών τιμών. και αυτό είναι το μέρος όπου είναι χρήσιμο το Serial Plotter. στην οπτικοποίηση των κυματομορφών που παράγονται.

Function Generator.ino

Βήμα 5: Μελλοντική βελτίωση & προσθήκες

Το Arduino IDE χρειαζόταν εδώ και καιρό την προσθήκη του Serial Plotter. Έχει αυξήσει τη λειτουργικότητα του Arduino IDE αλλά εξακολουθεί να μην διαθέτει ορισμένα χαρακτηριστικά:

• Εναλλαγή αυτόματης κύλισης
• Ταυτόχρονη χρήση Serial Plotter & Serial Monitor.
• Κλίμακα άξονα Χ/Απαιτείται κλίμακα χρόνου.

Καθώς αυτές οι δυνατότητες προστίθενται στο Arduino IDE, θα συνεχίσω να κάνω αλλαγές και να προσθέτω νέα βήματα σε αυτό το Instructable.