實時SD卡故障檢測系統(tǒng)

描述

介紹

在某些系統(tǒng)上，例如 3D 打印機，存儲卡用于保存打印文件。因此，在打印開始和打印過程中檢查存儲卡連接非常重要。

因此，在任何連接或卡故障的情況下，系統(tǒng)必須能夠檢測到故障并在系統(tǒng)LCD 屏幕上通知用戶。

除了 3D 打印機，這種方法還可以用于任何使用存儲卡的系統(tǒng)或設(shè)備。

因此，我們提出了一個電路來測試解決方案，如圖 1 所示。

接下來，我們將創(chuàng)建并解釋一種算法，用于在系統(tǒng)執(zhí)行過程中檢測存儲卡的故障或未連接。

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圖 1 - 溶液測試電路。

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項目發(fā)展

構(gòu)建代碼的邏輯非常簡單。我們需要在開始（void setup 函數(shù)）和代碼執(zhí)行期間（循環(huán)函數(shù)內(nèi)部）檢查卡是否已連接。

如果未檢測到卡，則必須在LCD屏幕上輸入一條消息以通知用戶，如圖 2 所示。

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圖 2 - 失敗或卡斷開的消息。

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這樣，用戶將卡片插入，系統(tǒng)將再次重新運行，并顯示“卡片已連接！”的消息，如圖 3 所示。

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圖 3 - 已連接消息卡。

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系統(tǒng)驗證SD卡狀態(tài)后，系統(tǒng)將等待用戶按下按鈕，開始對10個ADC值在SD卡中的存儲處理。此時，它將顯示如圖 4 所示的消息。

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圖 4 - 用戶按下按鈕以啟動存儲過程的消息。

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用戶按下按鈕后，系統(tǒng)會在SD 卡中存儲 10 個單位的 ADC 值，并在屏幕上顯示信息：“正在存儲數(shù)據(jù)...”和“成功完成”，通知存儲過程結(jié)束。這些消息如下所示。

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1 / 2 ?圖 5 - (1) 存儲數(shù)據(jù)的消息和 (2) 成功完成的消息。

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在所有這些過程之后，系統(tǒng)回到循環(huán)的開始并再次啟動所有邏輯。

此后，我們將介紹和討論為解決該問題而開發(fā)的代碼。

編程邏輯

根據(jù)下面的代碼，插入了所用元素的庫：LCD 顯示器、SD 卡并聲明了代碼的所有變量。

#include <SD.h>
#include <SPI.h>
#include <LiquidCrystal.h>
  
File myFile;
  
const int rs = 2, en = 3, d4 = 4, d5 = 5, d6 = 6, d7 = 7;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
  
#define AnalogPin A0
  
int pinoSS = 10; // Pin 53 para Mega / Pin 10 para UNO
int DigitalValue = 0;
byte samples = 0;
bool SDCardTest = 0, ControlState = 0, LCDControl = 0;

在這個代碼塊之后，我們將在下面展示 void 循環(huán)函數(shù)。可以看到，Display LCD和 Serial 已初始化。之后，進行了第一次測試以驗證我們的SD 卡是否已連接或失敗。

void setup()
{ 
   Serial.begin(9600); // Define BaundRate
   lcd.begin(16, 2);
   pinMode(pinoSS, OUTPUT); // Declara pinoSS como saída
     delay(500);
   lcd.clear();    
   do
   {
     if (SD.begin()) 
     { // Inicializa o SD Card
       lcd.setCursor(6,0);
       lcd.print("Card");
       lcd.setCursor(3,1);
       lcd.print("Connected!");
       delay(2000);
       SDCardTest = 1;
     } 
       else 
     {
       lcd.clear();
       Serial.println("imprimindo segunda mensagem de erro.");
       lcd.setCursor(1,0);
       lcd.print("Failed or Card");
       lcd.setCursor(2,1);
       lcd.print("disconnected");
       SDCardTest = 0;
     }
   }while(SDCardTest == 0);
     
     lcd.clear();
     lcd.setCursor(0,0);
     lcd.print("Press the button");
     lcd.setCursor(1,1);
     lcd.print("To store data");
}

有一個 do-while 循環(huán)來驗證SD 卡。在此過程中，系統(tǒng)會對 SD 卡進行初始化。如果初始化過程正常發(fā)生，那么SD卡就沒有問題了。但是，如果出現(xiàn)任何問題，系統(tǒng)將初始化SD 卡。

這種方式將在顯示 LCD中顯示“失敗或卡斷開”消息，并且變量 SDCardTest 將接收值 0。該變量將用于控制循環(huán)執(zhí)行。

解決問題并重新連接SD卡后，將顯示消息“按下按鈕存儲數(shù)據(jù)”。

在此之后，將執(zhí)行 void 循環(huán)函數(shù)中的命令。void 循環(huán)函數(shù)的代碼如下所示。

void loop()
{
          bool Button = digitalRead(8);
  
          if(LCDControl == 0)
          {
           lcd.setCursor(0,0);
           lcd.print("Press the button");
           lcd.setCursor(1,1);
           lcd.print("To store data");
           LCDControl = 1;
          }
         
         if(Button == 0 && ControlState == 1)
         {
           ControlState = 0;  
         }    
         if(Button == 1 && ControlState == 0)
         {
           myFile = SD.open("silicioslab.txt", FILE_WRITE); // Create/Open File the txt
           delay(500);
           lcd.clear();
           lcd.setCursor(4,0);
           lcd.print("Storing");
           lcd.setCursor(4,1);
           lcd.print("data...");
           do
           {              
             DigitalValue = analogRead(AnalogPin);
             myFile.println(DigitalValue);
             delay(400);
             samples++;
           }while(samples < 10);
  
           samples = 0;
  
           lcd.clear();
  
           lcd.setCursor(4,0);
           lcd.print("Finished");
           lcd.setCursor(2,1);
           lcd.print("Successfully");            
           delay(2000);
           myFile.close(); //Close file
           LCDControl = 0;
           ControlState = 0;
         }
  
         do
         {
           if (SD.begin()) 
           {
               SDCardTest = 1;          
           } 
             else
           {
             lcd.clear();
             lcd.setCursor(1,0);
             lcd.print("Failed or Card");
             lcd.setCursor(2,1);
             lcd.print("disconnected");
             SDCardTest = 0; 
             LCDControl = 0;   
             Serial.println("Verificando problema...");     
           }
         }while(SDCardTest == 0);
}

在 void 循環(huán)函數(shù)中，將讀取按鈕的狀態(tài)以驗證我們的用戶是否按下了按鈕。在要讀取的按鈕之后，有以下情況：

if(LCDControl == 0)
{
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("Press the button");
  lcd.setCursor(1,1);
  lcd.print("To store data");
  LCDControl = 1;
}

此條件用于允許“按下按鈕存儲數(shù)據(jù)”消息僅顯示一次。這可以防止文本多次顯示，并可能在屏幕上產(chǎn)生奇怪的效果。

之后，如果按下按鈕，文件將打開，10 個值將保存在SD 卡中，隨后出現(xiàn)“Finishing Successfully”消息，通知該過程完成。

最后，文件將被關(guān)閉。因此，系統(tǒng)將多次驗證SD 卡。

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