Отображение данных Arduino в виде графика с помощью SFMonitor

06.07.2017Вольтик.руПрограммирование в Arduino IDE, Сопутствующие программы7

С помощью Arduino легко объединить множество датчиков в единую сеть. С помощью них можно измерять, например, температуру и влажность воздуха, атмосферное давление и освещённость в доме и на улице благодаря выносным версиям датчиков.

Но что делать, если нужно представить эти данные в удобной для человека форме? Самым простым способом будет создание таблицы с ними и построение графика, например, в Excel. Однако это годится только в том случае, когда все данные уже получены. В большинстве случаев этот способ не подойдёт, так как график должен отображать изменения, происходящие в реальном времени.

Все версии Arduino IDE после 1.6.6, имеют такую возможность, но с минимальной функциональностью. В этом уроке будет рассмотрено другое достаточно мощное приложение для этого – SFmonitor. Его исходные коды открыты, приложение было разработано для разработки беспилотников, контроля над их системами стабилизации. SFmonitor работает с информацией, получаемой из последовательного порта компьютера. При помощи библиотеки SerialFlow для Arduino в SFmonitor можно строить до трёх графиков одновременно.

Скачать SFMonitor

Для начала попробуем построить один график без использования библиотеки. Для этого загрузим в Arduino простой скетч, отправляющий в последовательный порт показания аналогового входа A0.

Ко входу A0 подключим фоторезистор, потенциометр или любое другой датчик с аналоговым выходом.

const int adc1Pin = A0;
int val = 0;

void setup(){
    Serial.begin(115200);
    pinMode(adc1Pin, INPUT);
}

void loop(){
    val = analogRead(adc1Pin);
    val = map(val, 0, 1023, 0, 255);
    Serial.write(val);
    delay(20);
}

const int adc1Pin = A0;

int val = 0;

void setup(){

Serial.begin(115200);

pinMode(adc1Pin, INPUT);

}

void loop(){

val = analogRead(adc1Pin);

val = map(val, 0, 1023, 0, 255);

Serial.write(val);

delay(20);

}

Стоит обратить внимание на то, что за один раз в мы будем отправлять один байт (8 бит, от 0 до 255), а АЦП выдаёт 10-битное число (до 1023). Поэтому мы приводим показания АЦП к одному байту при помощи функции map. Между отправками данных следует делать паузу не менее 10 мс, иначе последовательный порт будет тормозить.

Теперь включаем SFmonitor. Первым делом открываем выпадающее меню “Формат данных” и кликаем на пункт “Простой”:

Отображение данных Arduino в виде графика с помощью SFMonitor

Теперь переходим по пути “Данные/Настройка потоков/Общие”. Делаем “Размер значения в пакете” равным 1. На вкладке “Поток №1” отмечаем пункт “Беззнаковые значения”:

Теперь выбираем номер порта и скорость соединения:

Готово!

Запускаем SFmonitor и следим за изменениями графика.

Это был самый простой пример построения графика на основе данных, получаемых с Arduino. А если нам нужны несколько графиков и значения, сильно превышающие 255?

Для отображения нескольких графиков нужно отправлять данные в пакетном виде. Для этого требуется библиотека SerialFlow.

Библиотеки на GitHub

Итак, загрузим в Arduino следующий скетч, который будет считывать показания акселерометра ADXL345 по всем трём осям в размере 2 байт (тип данных integer, 65535 возможных значений), и отправлять их в последовательный порт:

#include <SerialFlow.h>
#include <ADXL345.h>

ADXL345 accelerometer;
SerialFlow rd(&Serial); // RX, TX

Vector araw;

void setup() {
    rd.setPacketFormat(2, 3, 0);
    rd.begin(115200);

    accelerometer.begin();
    accelerometer.setRange(ADXL345_RANGE_2G);
}

void loop() {
    araw = accelerometer.readRaw();
    rd.setPacketValue( araw.XAxis );
    rd.setPacketValue( araw.YAxis );
    rd.setPacketValue( araw.ZAxis );
    rd.sendPacket();
}

#include <SerialFlow.h>

#include <ADXL345.h>

ADXL345 accelerometer;

SerialFlow rd(&Serial); // RX, TX

Vector araw;

void setup() {

rd.setPacketFormat(2, 3, 0);

rd.begin(115200);

accelerometer.begin();

accelerometer.setRange(ADXL345_RANGE_2G);

}

void loop() {

araw = accelerometer.readRaw();

rd.setPacketValue( araw.XAxis );

rd.setPacketValue( araw.YAxis );

rd.setPacketValue( araw.ZAxis );

rd.sendPacket();

}

Настраиваем SFmonitor. Указываем формат данных “Функция v(t)”. Активируем все три потока, поставив галку напротив каждого. Выбираем размер значения в пакете равный 2 байтам. Активируем беззнаковые значения для каждого из трёх потоков. После подключения Arduino и запуска монитора, увидим следующую картину:

Теперь рассмотрим встроенную в Arduino IDE утилиту – “Плоттер по последовательному соединению”. Загрузим в Arduino следующий скетч:

#include <ADXL345.h>

ADXL345 accelerometer;
Vector araw;

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    accelerometer.begin();
    accelerometer.setRange(ADXL345_RANGE_16G);
}

void loop() {
    araw = accelerometer.readRaw();
    Serial.println( araw.XAxis );
    delay(20);
}

#include <ADXL345.h>

ADXL345 accelerometer;

Vector araw;

void setup() {

Serial.begin(115200);

accelerometer.begin();

accelerometer.setRange(ADXL345_RANGE_16G);

}

void loop() {

araw = accelerometer.readRaw();

Serial.println( araw.XAxis );

delay(20);

}

Запускаем утилиту по пути “Инструменты/Плоттер по последовательному соединению” либо сочетанием клавиш “Ctrl+Shift+L”. Там вы увидите примерно следующее:

Кстати, у этого инструмента есть небольшие недостатки: работа лишь с одним графиком и полное отсутствие настроек.

Самые популярные материалы в блоге

За все время

За сегодня

Вольтик.ру

Вольтик - это слаженная команда амбициозных и заядлых инженеров. Мы создали этот проект с целью вовлечения вас, талантливых и начинающих профессионалов, в увлекательный мир мейкерской микроэлектроники!

7 комментариев. Оставить новый

Аноним

21.02.2018 13:39

Не видит COM-порты.

Ответить

Doctor

03.03.2019 16:02

Залей скетч в плату и закрой ардуино. после перезапусти sfmonitor

Ответить

Petrovich

23.03.2019 16:56

Доброго времени суток! Существует ли версия с возможностью построения более трёх графиков???
Хочу создать устройство для диагностики неисправностей ДВС. А там только четыре графика потребуется для отображения моментов зажигания на цилиндрах + ещё четыре на форсунки и + график лямбды.

Ответить