Adruino Serial Plotter: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

เพิ่มฟังก์ชัน Arduino Serial Plotter ลงใน Arduino IDE แล้ว ช่วยให้คุณสามารถสร้างกราฟข้อมูลอนุกรมจาก Arduino ไปยังคอมพิวเตอร์ของคุณได้แบบเรียลไทม์ หากคุณเบื่อที่จะเห็นข้อมูลอินพุตเซ็นเซอร์อะนาล็อกของ Arduino เทลงบนหน้าจอของคุณเช่น The Matrix ดูเหมือนว่าจะเป็นวิธีที่ดีกว่าในการมองเห็นสิ่งที่เกิดขึ้น พล็อตเตอร์แบบอนุกรมเป็นเครื่องมือออฟไลน์ที่ช่วยให้คุณเห็นภาพข้อมูลและแก้ไขปัญหาโค้ดของคุณแบบออฟไลน์โดยไม่ต้องใช้บริการของบุคคลที่สามเช่นการประมวลผลหรือพล็อต เนื่องจากไม่มีเอกสารอย่างเป็นทางการบนเว็บไซต์ Arduino เกี่ยวกับการใช้งานและการทำงานของ Serial Plotter ฉันจึงตัดสินใจจัดทำเอกสารการใช้งานและคุณสมบัติของมัน

คุณสมบัติ

• พล็อตของหลายกราฟ
• ออฟไลน์
• กราฟปรับขนาดอัตโนมัติ
• รองรับกราฟค่าลบ
• เลื่อนอัตโนมัติตามแกน X
• สีที่ต่างกันสำหรับแต่ละตัวแปร

แอปพลิเคชั่น

• การแสดงข้อมูลออฟไลน์
• การแก้ไขปัญหารหัส
• การวิเคราะห์รูปคลื่น

อะไหล่ที่จำเป็น

Arduino - AliExpress หรือ Arduino Starter Kit - AliExpress

ขั้นตอนที่ 1: การพล็อตกราฟ

ตอนนี้คุณได้ติดตั้ง Arduino IDE เวอร์ชันล่าสุด (1.6.7 ขึ้นไป) แล้ว ถึงเวลาทำความเข้าใจว่า Serial Plotter ทำงานอย่างไร Arduino Serial Plotter รับค่าข้อมูลอนุกรมที่เข้ามาผ่านการเชื่อมต่อ USB และสามารถวาดกราฟข้อมูลตามแกน X/Y ได้ มากกว่าแค่การเห็นตัวเลขที่แยกออกมาบน Serial Monitor แกน Y แนวตั้งจะปรับตัวเองโดยอัตโนมัติเมื่อค่าของเอาต์พุตเพิ่มขึ้นหรือลดลง และแกน X คือแกน 500 จุดคงที่โดยแต่ละขีดของแกนเท่ากับคำสั่ง Serial.println() ที่ดำเนินการ กล่าวอีกนัยหนึ่ง พล็อตจะได้รับการอัปเดตตามแกน X ทุกครั้งที่ Serial.println() ถูกอัพเดตด้วยค่าใหม่

อย่าลืมตั้งค่าอัตรารับส่งข้อมูลของ Serial Plotter เพื่อให้ตรงกับรหัส

หลายแปลง

เมื่อแสดงรูปคลื่นหลายแบบ ทุกตัวแปร/ค่า/พารามิเตอร์ที่แยกจากกันจะแสดงโดยใช้สีที่ต่างกันดังที่แสดงด้านล่าง

เพื่อพล็อตตัวแปรหลายตัวหรือรูปคลื่นพร้อมกัน 'ช่องว่าง' จะถูกพิมพ์ระหว่างคำสั่งการพิมพ์ทั้งสอง

Serial.print(อุณหภูมิ);

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

หรือ

Serial.print(อุณหภูมิ);

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

ในกรณีนี้ ค่าของอุณหภูมิและความชื้นของตัวแปรจะมีรูปแบบคลื่นที่แยกจากกันซึ่งถูกพล็อตบนกราฟเดียวกันพร้อมกัน

ขั้นตอนที่ 2: การสร้างภาพข้อมูลออฟไลน์

ฉันใช้ Arduino Serial Monitor ในระบบรดน้ำต้นไม้อัตโนมัติเพื่อแสดงภาพและพล็อตข้อมูลเซ็นเซอร์ความชื้น

จุดประสงค์หลักของการมี Serial plotter คือคุณไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตเพื่อให้เห็นภาพข้อมูลจากเซ็นเซอร์หรือโครงการของคุณ และด้วยเหตุนี้เพื่อจุดประสงค์ในการแสดงข้อมูลเป็นภาพ พล็อตเตอร์แบบอนุกรมจึงทำงานได้อย่างดีเยี่ยม

ไม่ว่าจะเป็นคลื่นเอกพจน์หรือกราฟพล็อตหลายพล็อต Serial Plotter จะปรับขนาดตัวเองโดยอัตโนมัติและรหัสสีแต่ละคลื่น ในการทดสอบฟังก์ชันการแสดงข้อมูล คุณสามารถทำตามขั้นตอนต่อไปนี้:

1. เชื่อมต่อเซ็นเซอร์สองตัวกับ Arduino. ของคุณ
2. พิมพ์ค่าของเซ็นเซอร์ & อัปโหลดรหัส
3. เปิดพล็อตเตอร์แบบอนุกรม

ฉันใช้ Serial Plotter ใน Tweeting Weather Station เพื่อให้เห็นภาพการอ่านเซ็นเซอร์ต่างๆ บน Weather Station รูปคลื่นด้านบนแสดงกราฟค่าอุณหภูมิ (26°C) และความชื้น (65%RH) ของเซ็นเซอร์ SL-HS-220

ขั้นตอนที่ 3: การแก้ไขปัญหา

การใช้งาน Serial Plotter ที่ดีที่สุดอย่างหนึ่งคือการแก้ไขปัญหาโค้ดและวงจร การเชื่อมต่อที่ผิดพลาดหรือตรรกะการเข้ารหัสที่ไม่ถูกต้องบางครั้งสามารถส่งคืนเอาต์พุตที่ไม่ต้องการได้ ในกรณีดังกล่าวที่มีโค้ดหลายบรรทัดหรือมีสายมากเกินไปในการดีบัก Serial Plotter สามารถแสดงจุดข้อผิดพลาดที่แน่นอนได้

ด้วยความช่วยเหลือของ Serial Plotter คุณสามารถตรวจสอบว่าการอ่านเซ็นเซอร์ไม่ถูกต้อง หรือแม้แต่เซ็นเซอร์ไม่ได้เชื่อมต่อกับ Arduino อย่างถูกต้อง Serial Plotter ยังช่วยในการดีบักโค้ดด้วยการแสดงค่าต่างๆ ของเงื่อนไขและตัวแปร หรือแม้แต่สถานะของพินของ Arduino

ตัวอย่างที่ดีคือการแก้ไขปัญหาหุ่นยนต์หลีกเลี่ยงอุปสรรค ในตัวอย่างนี้ รูปคลื่นสีน้ำเงินแสดงถึงเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก และรูปคลื่นสีเหลืองและสีแดงแสดงถึงมอเตอร์ด้านซ้ายและขวา เมื่อระยะห่างระหว่างสิ่งกีดขวางกับหุ่นยนต์ลดลง รูปคลื่นสีน้ำเงินจะลดลง ที่ค่าเกณฑ์ (ระยะทางขั้นต่ำ) เท่ากับ 10 หุ่นยนต์จะเลี้ยวขวา ดังนั้นมอเตอร์ทั้งสองจึงมีค่าต่างกัน ขวา=50 ซ้าย=100 คุณสามารถเห็นรูปคลื่นสีแดงลดลงและความเร็วคงที่ของรูปคลื่นสีเหลืองซึ่งแสดงถึงการเลี้ยวขวา

การแก้ไขปัญหาว่าสายไม่ได้เชื่อมต่ออย่างถูกต้องหรือส่วนประกอบทำงานผิดปกติหรือตรรกะการเข้ารหัสของคุณไม่ถูกต้องจะทำให้คุณเสียเวลามาก แต่ด้วยความช่วยเหลือของ Serial Plotter ระยะเวลาที่ใช้ในการแก้ไขปัญหาสามารถลดลงได้อย่างมากโดยการวิเคราะห์รูปคลื่น

ขั้นตอนที่ 4: การสร้างและวิเคราะห์ฟังก์ชัน

ด้วยความรู้สึกในการเขียนโปรแกรมพื้นฐานและโค้ดสองสามบรรทัด Arduino สามารถทำหน้าที่เป็นตัวสร้างฟังก์ชันได้ Arduino สามารถผลิตรูปคลื่นสี่เหลี่ยม สามเหลี่ยม ไซน์ และฟันเลื่อย ใน Arduino IDE เวอร์ชันก่อนหน้านั้นสามารถสังเกตได้เฉพาะค่าของประเภทของรูปคลื่นที่สร้างขึ้นใน Serial Monitor โดยไม่ต้องสร้างภาพ จะใช้เวลาในการวิเคราะห์ผลลัพธ์โดยพิจารณาจากค่าตัวเลขเท่านั้น และนี่คือที่ที่ Serial Plotter มีประโยชน์ ในการมองเห็นรูปคลื่นที่เกิดขึ้น

Function Generator.ino

ขั้นตอนที่ 5: การปรับปรุงและเพิ่มเติมในอนาคต

Arduino IDE ต้องการการเพิ่ม Serial Plotter เป็นเวลานาน ได้เพิ่มฟังก์ชันการทำงานของ Arduino IDE แต่ยังขาดคุณสมบัติบางอย่าง:

• สลับการเลื่อนอัตโนมัติ
• ใช้ Serial Plotter & Serial Monitor พร้อมกัน
• ต้องใช้มาตราส่วนแกน X/มาตราส่วนเวลา

เนื่องจากคุณสมบัติเหล่านี้ถูกเพิ่มเข้าไปใน Arduino IDE ฉันจะทำการเปลี่ยนแปลงต่อไปและเพิ่มขั้นตอนใหม่ให้กับคำสั่งนี้