Datenlogger 10Kanal

[Andreas S. (define_andreas)]

Werte Ingenieure !

Ich bin Hobbyelektroniker und würde gerne folgendes Projekt realisieren.
Datenlogger für 10 analoge Eingänge (0-5Volt)
Aufzeichnungsfrequenz 100Hz
Messdauer 1 - 2 Minuten
Messwertauflösung vorerst 1 Byte (eventuell 2Byte)
Speicheraufwand: 10Eingänge  2min  100*60 * 1Byte =  120KB -> 
Speicherkarte
Die Realisierung hätte ich mir mit folgenden Komponenten vorgestellt:

https://www.exp-tech.de/plattformen/arduino/8137/arduino-mkr-zero-mit-headers
2x 
https://www.reichelt.at/entwicklerboards-platine-i2c-multiplexer-tca9548a-debo-i2c-multi-p235517.html?PROVID=2788&wt_gata=51942941739_248653657836&PROVID=2788&gclid=Cj0KCQiA_rfvBRCPARIsANlV66PiQ7jthK2SBtqtlh0A5a3pDQQdl4zsCFpwwH_TxFhzNMzbWy4RAs4aAhoHEALw_wcB&&r=1

bevor ich diese Komponenten bestelle bitte ich um eure geschätzte 
Meinung ob das so eine vernünftige Lösung ist, oder ob es bessere 
Empfehlungen gibt ?

[Sebastian R. (sebastian_r569)]

Du hast vergessen, die AD-Wandler aufzuführen, die du verwenden willst.

Ansonsten sollte das wohl schon damit möglich sein.

[Otto (Gast)]

Ansonsten raspberry a
Und als ad Wandler was aus dieser Liste. Z.b die 10 Channel Sigma Delta

https://www.analog.com/en/products/analog-to-digital-converters/precision-ad-converters/multiplexed-ad-converters.html

[Apollo M. (Firma: @home) (majortom)]

Andreas S. schrieb:
> Meinung ob das so eine vernünftige Lösung ist

... das ist für mich keine vernünftige lösung!

weil, dein board nur 7 analoge eingänge mitbringt und du 10 als 
anforderung hast. jetzt darum 2 boards zu nehmen wäre sinnfrei. und für 
was bitte soll dann noch der multiplexer gebraucht werden?

boards mit 12 und mehr analogen eingängen gibt es viele ... z.b.
https://www.pjrc.com/store/teensy35.html


mt

[Andreas S. (define_andreas)]

die einzelnen Messwerte würde ich über I2C einlesen, oder liege ich da 
falsch ?

[Sebastian R. (sebastian_r569)]

Andreas S. schrieb:
> die einzelnen Messwerte würde ich über I2C einlesen, oder liege ich da
> falsch ?

Und wer stellt die analogen Messwerte auf einem digitalen Bus zur 
Verfügung?

[Andreas S. (define_andreas)]

Apollo M. schrieb:
> boards mit 12 und mehr analogen eingängen gibt es viele ... z.b.
> https://www.pjrc.com/store/teensy35.html

... verstehe ich, aber ich hatte vergessen, dass ich diese Aufgabe mit 
der Arduino IDE bewerkstelligen möchte, da ich mich da viel leichter tue 
!

[Sebastian R. (sebastian_r569)]

Andreas S. schrieb:
> ... verstehe ich, aber ich hatte vergessen, dass ich diese Aufgabe mit
> der Arduino IDE bewerkstelligen möchte, da ich mich da viel leichter tue
> !

https://www.pjrc.com/teensy/teensyduino.html

[Apollo M. (Firma: @home) (majortom)]

... die antworten/fragen zu adc hier kommen garantiert nicht von einem 
ing., weil nur sinnfrei, sorry eher grob dämlich.
also, wenn man keine ahnung hat, besser mal die fresse halten!

mt

[Sebastian R. (sebastian_r569)]

Apollo M. schrieb:
> ... die antworten/fragen zu adc hier kommen garantiert nicht von einem
> ing., weil nur sinnfrei, sorry eher grob dämlich.

Fassen wir zusammen:
- Der TO möchte 10 Analoge Kanäle (0...5V) loggen
- Der TO führt einen Mikrocontroller und einen I2C-Multiplexer auf
- Der TO scheint die Analogen Signale mit dem MUX erfassen zu wollen

An welcher Stelle genau ist jetzt die Frage nach dem 
Analog-Digital-Wandler grob dämlich?

[Andreas S. (define_andreas)]

Sebastian R. schrieb:
> https://www.pjrc.com/teensy/teensyduino.html

das würde mir gut gefallen, aber ... oder das Teensyduino Add-on in der 
Arduino IDE-Entwicklungsumgebung installieren -> kann ich das ?

[Andreas S. (define_andreas)]

Sebastian R. schrieb:
> - Der TO scheint die Analogen Signale mit dem MUX erfassen zu wollen

Ich bitte vielmals um Entschuldigung, das war der falsche Link !!! sorry

[Sebastian R. (sebastian_r569)]

Andreas S. schrieb:
> kann ich das ?

Wenn du in der Lage bist, den Teensyduino-Installer herunter zu laden 
und du in der Lage bist, das Setup auszuführen und du es bereits 
geschafft hast, die Arduino IDE zu installieren, dann stehen die 
Chancen, dass du das kannst, nicht schlecht. Du kannst deine Fähigkeiten 
in der Hinsicht allerdings besser einschätzen.

[Herakles (Gast)]

Apollo M. schrieb:
> ... die antworten/fragen zu adc hier kommen garantiert nicht von einem
> ing., weil nur sinnfrei, sorry eher grob dämlich.
> also, wenn man keine ahnung hat, besser mal die fresse halten!

Du scheinst auch davon betroffen zu sein.

Oder kannst du vielleicht deine großen Sprüche mit einer Spur von 
Argumentation untermauern?

[Andreas S. (define_andreas)]

Sebastian R. schrieb:
> Wenn du in der Lage bist, den Teensyduino-Installer herunter zu laden
> und du in der Lage bist, das Setup auszuführen und du es bereits
> geschafft hast, die Arduino IDE zu installieren, dann stehen die
> Chancen, dass du das kannst, nicht schlecht. Du kannst deine Fähigkeiten
> in der Hinsicht allerdings besser einschätzen.

vielen Dank auch an alle anderen, dann werde ich diesen Weg einschlagen 
!

[Sebastian R. (sebastian_r569)]

Andreas S. schrieb:
> Sebastian R. schrieb:
>> - Der TO scheint die Analogen Signale mit dem MUX erfassen zu wollen
>
> Ich bitte vielmals um Entschuldigung, das war der falsche Link !!! sorry

Dann wäre der richtige Link vielleicht noch spannend.

War das zufällig ein Analog-Multiplexer?

[Wolfgang (Gast)]

Andreas S. schrieb:
> Meinung ob das so eine vernünftige Lösung ist, oder ob es bessere
> Empfehlungen gibt ?

Irgendwie ist nicht ganz klar, was du mit dem I²C-Multiplexer erreichen 
willst.

Warum nicht ein Analogmultiplexer mit 74HC4067 als und dazu einen 
kleinen Arduino?
https://www.ebay.de/itm/311374536627
https://www.ebay.de/itm/201539955347

Welche Auflösung soll dein ADC denn haben?
Der ATmega328 bietet 10 Bit.

[Wolfgang (Gast)]

Wolfgang schrieb:
> ... und dazu einen kleinen Arduino?

... und natürlich das SD  Karteninterface, z.B.
https://www.ebay.de/itm/311823238808

[Wolfgang (Gast)]

... oder einfach soetwas für die SD-Karte:
https://www.ebay.de/itm/202464361598

[pumuggl (Gast)]

> bessere Empfehlungen gibt ?

8 Kanaele von 0 - 5 V macht ein kleiner PIC 16F684 fuer 50 ct
ja schon. Da noch einen EEPROM drangehaekelt und fertig ist die
Laube.
Mit acht 4051 Muxen laesst sich das ganze auf 64 Kanaele
aufblasen.

[Stefan F. (Gast)]

Ich sehe hier keinen Bedarf für I²C Multiplexer. Du kannst viele I²C 
Geräte direkt an den Mikrocontroller hängen.

Bedenke, dass das von Dir gewählte Arduino Board noch recht jung ist. Es 
gibt relativ wenig Doku und viele Arduino Bibliotheken funktionieren nur 
auf 8bit Mikrocontrollern. Hier wirst du womöglich den Quelltext 
anpassen müssen.

Eventuell bist du als Anfänger mit einem klassischen Arduino (also einem 
mit ATmega Mikrocontroller) besser bedient.

Ich würde einen STM32F103 (Bluepill-Board) verwenden. Das hat nämlich 10 
analoge Eingänge und die SD Karte kann man direkt ohne Pegelwandler 
anschließen. Dazu dann den alten STM32Duino Core von Roger Clark 
(http://stefanfrings.de/stm32/stm32f1.html#arduino), weil der wesentlich 
schlanker ist, das der Framework-Stapel von ST.

Das oben empfohlene Teensy 3.5 Board sieht auch gut aus, das habe ich 
allerdings noch nie verwendet.

[Apollo M. (Firma: @home) (majortom)]

Sebastian R. schrieb:
> - Der TO scheint die Analogen Signale mit dem MUX erfassen zu wollen

wohl kaum, weil der mux ist ein i2c bus mux! also hier völlig umsonst.

> An welcher Stelle genau ist jetzt die Frage nach dem
> Analog-Digital-Wandler grob dämlich?

fragen zu/um ext. adc sind bei den vom TO genannten anforderungen 
unsinn, da jeder on chip adc diese erfüllt.


mt

[Sebastian R. (sebastian_r569)]

Apollo M. schrieb:
> wohl kaum, weil der mux ist ein i2c bus mux! also hier völlig umsonst.

You Don't say. Deshalb habe ich es angemerkt.

Andererseits:

Andreas S. schrieb:
> Ich bitte vielmals um Entschuldigung, das war der falsche Link !!! sorry

[Andreas S. (define_andreas)]

Nochmals vielen Dank an Alle ich versuche es mit dem Teensy !

Und sorry nochmals für das Missverständnis, dass ich leider ausgelöst 
habe.

[Harry (Gast)]

Wie wärs mit einem Arduino keine-Ahnung-aber-mit-XMega? Der hat 16 ADCs 
mit 12 Bit.

[Sebastian R. (sebastian_r569)]

Harry schrieb:
> Der hat 16 ADCs
> mit 12 Bit.

Alle, die ich jetzt so spontan gesehen habe, haben auch nur einen ADC, 
wie die normalen ATMega auch.

[Thomas W. (goaty)]

Ein ADC aber davor Multiplexer mit 8/16 Eingängen. Bei 100Hz sollte das 
gehen.

[Crazy Harry (crazy_h)]

Danke Thomas so war das auch gemeint. Es gibt welche mit 2 echten ADCs 
und je einem 8-Kanal Multiplexer. Wenn man jeden der ADCs mit einem 
Eingang verwendet gehen 2 Msps. 100Hz bei 16 Kanälen sollten überhaupt 
kein Problem sein.

[Andreas S. (define_andreas)]

Liebe Helfer,

letztlich habe ich mich doch für den MKRZero entschieden, allerdings 
arbeite ich vorerst mit nur 7 Kanälen.
Nachfolgend mein Programm, es funktioniert alles so wie es soll !
Einzig würde mich noch interessieren wieso die serielle Schnittstelle 
während des Messvorganges getrennt wird ?
Und natürlich sind auch konstruktive Verbesserungsvorschläge willkommen 
:-)

#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <SPI.h>
#include <SD.h>

#define OLED_RESET 4

#define DEBUG 0

#ifdef DEBUG
 #define DEBUG_PRINT(x)     Serial.print (x)
 #define DEBUG_PRINTDEC(x)  Serial.print (x, DEC)
 #define DEBUG_PRINTLN(x)   Serial.println (x)
#else
 #define DEBUG_PRINT(x)
 #define DEBUG_PRINTDEC(x)
 #define DEBUG_PRINTLN(x)
#endif

Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);
File myFile;



const char vers[] = "v1.0";
const unsigned long period = 5000;    // microsec.
const unsigned long runtime = 60000;  // millisec.

unsigned long count = 0;

int sensor = 0;
int buttonPushCounter = 0;   // counter for the number of button presses
int buttonState = 0;         // current state of the button
int lastButtonState = 0;     // previous state of the button

byte i = 0;
byte runcount = 0;

char fileString[11] = "RUN000.txt";
char buf[4] = "000";

String dataString = "ch1, ch2, ch3, ch4, ch5, ch6, ch7";



void setup() {

  pinMode(3, OUTPUT);           // tone output (not used yet)
  
  pinMode(4, INPUT);            // set pin to input
  digitalWrite(4, HIGH);        // turn on pullup resistors
  pinMode(5, INPUT);            // set pin to input
  digitalWrite(5, HIGH);        // turn on pullup resistors
  
  Serial.begin(38400);
  
  // Display
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);  // Adressierung beachten, hier 0x3C !
  startup();
 
  // SD Card
  // Serial.print("Initializing SD card...");
  // see if the card is present and can be initialized
  if (!SD.begin()) { // const int chipSelect = 4 - with this display not neccessary !
    DEBUG_PRINTLN("card failed, or not present !");
    SDerror();
  }
  
  DEBUG_PRINTLN("card initialized !");
  myFile = SD.open("runs.txt");
  // if the file opened okay, write to it
  if (myFile) {
    DEBUG_PRINT("Reading from SD file...");
    runcount = myFile.read();
    DEBUG_PRINT(runcount);
    DEBUG_PRINT("   ");
    runcount += 1;
    myFile.close();
    SD.remove("runs.txt");
  }
    
  myFile = SD.open("runs.txt", FILE_WRITE);
  // if the file opened okay, write to it
  if (myFile) {
    DEBUG_PRINT("writing to SD file...");
    myFile.write(runcount);
    DEBUG_PRINT(runcount);
    myFile.close();
  } else {
    myFile.close();
    DEBUG_PRINTLN("error opening runs.txt");
    SDerror();
  }

  sprintf(buf, "%03d", runcount);
  fileString[3] = buf[0];
  fileString[4] = buf[1];
  fileString[5] = buf[2];
}



void loop() {

  // read the pushbutton input pin:
  buttonState = digitalRead(4);

  // compare the buttonState to its previous state
  if (buttonState != lastButtonState) {
    // if the state has changed, increment the counter
    if (buttonState == LOW) {
      // if the current state is HIGH then the button went from off to on:
      buttonPushCounter++;
      DEBUG_PRINTLN("on");
      DEBUG_PRINT("number of button pushes: ");
      DEBUG_PRINTLN(buttonPushCounter);
      i = countdown(1);
    } else {
      // if the current state is LOW then the button went from on to off:
      DEBUG_PRINTLN("off");
    }
    // Delay a little bit to avoid bouncing
    delay(50);
  }
  // save the current state as the last state, for next time through the loop
  lastButtonState = buttonState;
 
  if (Serial.available()) {
    int inByte = Serial.read();
    switch (inByte) {
      case 's':
        Serial.println("measuring...");
        // tone(3, 500, 500);
        i = start();
        
        break;
      default:
        // statements
        break;
    }
  }

  if (i == 1) {
    recordData();
  } else {
    Messwertausgabe();
  }
}



void Messwertausgabe(void) {
  display.clearDisplay();
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(0,0);
  display.print("run: ");
  display.println(runcount);
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0,18);
  display.print("count: ");
  display.println(count);
  sensor = analogRead(0);
  uint16_t sensorgraph = sensor / 8; // 1.023 -> 127
  
  display.drawFastHLine(0, 29, sensorgraph, WHITE);
  display.drawFastHLine(0, 30, sensorgraph, WHITE);
  display.drawFastHLine(0, 31, sensorgraph, WHITE);
  display.display();
}

int start(void) {
  display.clearDisplay();
  display.setCursor(0,0);
  display.println("measuring... ");
  display.display();
  count = 0;
  return 1;
}

void recordData(void) {
  unsigned long timeMillis = millis() + runtime;
  unsigned long timeMicros = 0;
  
  myFile = SD.open(fileString, FILE_WRITE);
  if (myFile) {
    myFile.println(dataString);
  }
  
  do {
    if (micros() >= timeMicros) {
      timeMicros = micros() + period - 100; // 100us = program runtime   
      dataString = "";
      int analogPin;
      // read seven sensors and append to the string:
      for (analogPin = 0; analogPin < 6; analogPin++) {
        dataString += String(analogRead(analogPin)) + ",";
      }
      dataString += String(analogRead(analogPin)); // the last data without komma
      
      if (myFile) {
        myFile.println(dataString);
      } else {
        DEBUG_PRINTLN("error opening filestring");
        SDerror();
      }
    count++;
    
    }
  } while (millis() < timeMillis);

  i = 0;
  myFile.close();
}

void startup(void) {
  display.clearDisplay();
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(3,1);
  display.println("c  A.STOECKL");
  display.drawCircle(5,5,5, WHITE);
  display.println();
  display.print("Version: ");
  display.print(vers);
  display.display();
  delay(3000);
}

void SDerror (void) {
  display.clearDisplay();
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0,0);
  display.println("SD card or file");
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(0,10);
  display.print("error");
  display.display();
  while(1);  
}

int countdown (byte j) {
  display.clearDisplay();
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setTextSize(1);
  do {
    for (byte k = 10; k > 0; k--) {
      display.setCursor(0,0);
      display.clearDisplay();
      display.setTextSize(1);
      display.println("Count down  ");
      display.setTextSize(2);
      display.print(k);
      display.display();
      delay(1000);
    }
    j = 0;
  } while (j == 1);
  display.setTextSize(1);
  byte i  = start();
  return i;
}

[Stefan F. (Gast)]

Andreas S. schrieb:
> Einzig würde mich noch interessieren wieso die serielle Schnittstelle
> während des Messvorganges getrennt wird ?

Woran erkennst du, dass sie getrennt wird?
Meinst du damit, dass die USB Schnittstelle getrennt wird?

Das könnte daran liegen, dass die Bibliothek (insbesondere der SPI Teil) 
blockierend mit dem Display kommuniziert, so dass die USB Schnittstelle 
nicht mehr bedient wird. USB wird vom Host (PC) jede Millisekunde 
gepollt. Wenn der µC nicht schnell antwortet, trennt der PC die 
Verbindung.

Versuche mal, vor "display.display()" einen delay(1) einzufügen. 
Vielleicht hilft das schon.

[Andreas S. (define_andreas)]

Hallo Stefan,

ich erkenne es daran, dass ich z.B. während des Messvorganges keine 
Daten auf den seriellen Port ausgeben kann, bzw. wenn ich nach Abschluss 
der Messung seriell einen neuen Startbefehl ausgeben möchte muss ich 
zuerst das Board trennen und wieder verbinden.
Ich werden deinen Tipp mit delay versuchen.

[Stefan F. (Gast)]

Andreas S. schrieb:
> Hallo Stefan,
>
> ich erkenne es daran, dass ich z.B. während des Messvorganges keine
> Daten auf den seriellen Port ausgeben kann, bzw. wenn ich nach Abschluss
> der Messung seriell einen neuen Startbefehl ausgeben möchte muss ich
> zuerst das Board trennen und wieder verbinden.
> Ich werden deinen Tipp mit delay versuchen.

Auf einem echten seriellen Port (ohne Hardware Handshake) kann man immer 
Daten ausgeben, egal ob etwas angeschlossen ist, oder nicht.

Geht es bei dir um die USB Schnittstelle?

[pumuggl (Gast)]

> muss ich zuerst das Board trennen und wieder verbinden.

Das ist bei den uinos doch so ueblich.
Mit Bananen im Kopf kann man nur Affen fuettern.

[Andreas S. (define_andreas)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Geht es bei dir um die USB Schnittstelle?

ja, es geht um die USB Schnittstelle

[Stefan F. (Gast)]

Andreas S. schrieb:
> ja, es geht um die USB Schnittstelle

Das ist die wahrscheinlichste Problemursache, dass die USB Schnittstelle 
nicht merh schnell genug bedient wird. Vielleicht wegen zu langer 
Schleifen ohne yield()/delay() oder weil Interrupts zu lange gesperrt 
werden.