Lekcja 5: Zapisywanie Bitów i Bajtów
Czasami przesyłanie danych bezpośrednio do komputera nie jest możliwe, na przykład gdy urządzenie jest rzucane, wystrzeliwane rakietą lub pomiary są wykonywane w trudno dostępnych miejscach. W takich przypadkach najlepiej jest zapisać zmierzone dane na karcie SD do dalszego przetwarzania później. Dodatkowo, karta SD może być również używana do przechowywania ustawień - na przykład możemy mieć jakiś rodzaj ustawienia progu lub ustawienia adresu przechowywane na karcie SD.
Karta SD w bibliotece CanSat NeXT
Biblioteka CanSat NeXT obsługuje szeroki zakres operacji na kartach SD. Może być używana do zapisywania i odczytywania plików, ale także do tworzenia katalogów i nowych plików, przenoszenia ich lub nawet usuwania. Wszystkie te funkcje mogą być przydatne w różnych okolicznościach, ale skupmy się tutaj na dwóch podstawowych rzeczach - odczytywaniu pliku i zapisywaniu danych do pliku.
Jeśli chcesz mieć pełną kontrolę nad systemem plików, możesz znaleźć polecenia w Specyfikacji Biblioteki lub w przykładzie biblioteki "SD_advanced".
Jako ćwiczenie, zmodyfikujmy kod z ostatniej lekcji, aby zamiast zapisywać pomiary LDR na serialu, zapisywać je na karcie SD.
Najpierw zdefiniujmy nazwę pliku, którego b ędziemy używać. Dodajmy to przed funkcją setup jako zmienną globalną.
#include "CanSatNeXT.h"
const String filepath = "/LDR_data.csv";
void setup() {
Serial.begin(115200);
CanSatInit();
}
Teraz, gdy mamy ścieżkę pliku, możemy zapisać dane na karcie SD. Potrzebujemy tylko dwóch linii, aby to zrobić. Najlepszym poleceniem do zapisywania danych pomiarowych jest appendFile(), które po prostu przyjmuje ścieżkę pliku i zapisuje nowe dane na końcu pliku. Jeśli plik nie istnieje, tworzy go. To sprawia, że użycie polecenia jest bardzo proste (i bezpieczne). Możemy po prostu bezpośrednio dodać do niego dane, a następnie dodać zmianę linii, aby dane były łatwiejsze do odczytania. I to wszystko! Teraz przechowujemy pomiary.
void loop() {
float LDR_voltage = analogReadVoltage(LDR);
Serial.print("LDR value:");
Serial.println(LDR_voltage);
appendFile(filepath, LDR_voltage);
appendFile(filepath, "\n");
delay(200);
}
Domyślnie, polecenie appendFile() przechowuje liczby zmiennoprzecinkowe z dwoma wartościami po przecinku. Dla bardziej specyficznej funkcjonalności, możesz najpierw utworzyć ciąg znaków w szkicu i użyć polecenia appendFile(), aby zapisać ten ciąg na karcie SD. Na przykład:
void loop() {
float LDR_voltage = analogReadVoltage(LDR);
String formattedString = String(LDR_voltage, 6) + "\n";
Serial.print(formattedString);
appendFile(filepath, formattedString);
delay(200);
}
Tutaj najpierw tworzony jest końcowy ciąg znaków, z String(LDR_voltage, 6) określającym, że chcemy 6 miejsc po przecinku. Możemy użyć tego samego ciągu do drukowania i przechowywania danych. (A także do transmisji przez radio)
Odczytywanie Danych
Często przydatne jest przechowywanie czegoś na karcie SD do przyszłego użycia w programie. Mogą to być na przykład ustawienia dotyczące bieżącego stanu urządzenia, tak aby w przypadku resetu programu można było ponownie załadować bieżący stan z karty SD zamiast zaczynać od wartości domyślnych.
Aby to zademonstrować, dodaj na komputerze nowy plik na karcie SD o nazwie "delay_time" i zapisz w nim liczbę, na przykład 200. Spróbujmy zastąpić statycznie ustawiony czas opóźnienia w naszym programie ustawieniem odczytanym z pliku.
Spróbujmy odczytać plik ustawień w setup. Najpierw wprowadźmy nową zmienną globalną. Nadałem jej domyślną wartość 1000, aby w przypadku, gdy nie uda nam się zmodyfikować czasu opóźnienia, była to teraz domyślna wartość.
W setup powinniśmy najpierw sprawdzić, czy plik w ogóle istnieje. Można to zrobić za pomocą polecenia fileExists(). Jeśli nie, po prostu użyjmy wartości domyślnej. Po tym dane można odczytać za pomocą readFile(). Należy jednak zauważyć, że jest to ciąg znaków - nie liczba całkowita, jakiej potrzebujemy. Więc przekszta łćmy to za pomocą polecenia Arduino toInt(). Na koniec sprawdzamy, czy konwersja się powiodła. Jeśli nie, wartość będzie zerowa, w takim przypadku będziemy nadal używać wartości domyślnej.
#include "CanSatNeXT.h"
const String filepath = "/LDR_data.csv";
const String settingFile = "/delay_time";
int delayTime = 1000;
void setup() {
Serial.begin(115200);
CanSatInit();
if(fileExists(settingFile))
{
String contents = readFile(settingFile);
int value = contents.toInt();
if(value != 0){
delayTime = value;
}
}
}
Na koniec, nie zapomnij zmienić opóźnienia w pętli, aby używało nowej zmiennej.
void loop() {
float LDR_voltage = analogReadVoltage(LDR);
String formattedString = String(LDR_voltage, 6) + "\n";
Serial.print(formattedString);
appendFile(filepath, formattedString);
delay(delayTime);
}
Teraz możesz spróbować zmienić wartość na karcie SD lub nawet usunąć kartę SD, w takim przypadku powinna teraz używać wartości domyślnej dla długości opóźnienia.
Aby nadpisać ustawienie w swoim programie, możesz użyć polecenia writeFile. Działa ono tak samo jak appendFile, ale nadpisuje wszelkie istniejące dane.
Kontynuuj od swojego rozwiązania ćwiczenia z lekcji 4, aby stan był utrzymywany nawet jeśli urządzenie zostanie zresetowane. Tzn. przechowuj bieżący stan na karcie SD i odczytuj go w setup. To symulowałoby scenariusz, w którym Twój CanSat nagle resetuje się w locie lub przed lotem, a dzięki temu programowi nadal uzyskasz udany lot.
W następnej lekcji przyjrzymy się używaniu radia do przesyłania danych między procesorami. Powinieneś mieć jakiś rodzaj anteny w swoim CanSat NeXT i stacji naziemnej przed rozpoczęciem tych ćwiczeń. Jeśli jeszcze tego nie zrobiłeś, zapoznaj się z samouczkiem dotyczącym budowy podstawowej anteny: Budowa anteny.