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ArduinoにSDメモリーカードを接続する実験

 最近は無線LANでデーターを飛ばして適当なサーバーに保存するのが流行っています。確かに便利ですが、SDメモリーカードにデーターを保存して、自己完結型にするのも悪くない方法だと思います。

 実はこの間から取り組んでいる電力量計の測定結果をロギングする方法について検討していますが、SDメモリーカードにデーターを保存するのが使い易いかな、と思っています。実は以前気圧ロガーを作った時にSDメモリーカードを使いましたが、この時はとにかく動かすことを優先したので、作り込みがちょっと甘いところがあって気になっていました。

 そんなことで、インターフェイスレベルからもう一度確認していくことにします。

 SDカードの接続アダプタはいろいろありますが、今回は秋月で売っているSDカードスロットDIP化モジュールを使うことにしました。

▼秋月のSDカードアダプタ
秋月のSDカードアダプタ
 標準サイズのSDカード用のアダプタです。なおこの写真は東芝のSDメモリーカードが挿さった状態です。

▼SDカードアダプタの回路図 (秋月の資料から抜粋)
秋月のSDカード接続アダプタ
 ボード上に3.3Vのレギュレータが実装されているので使い易いです。当然J1を接続して使います。すべての信号線が10kΩで+3.3Vにプルアップされています。

 Arduino UNOは5Vで動いているので信号を3.3Vに変換する必要があります。10kΩの抵抗はそのままにして数百Ωの抵抗で分圧する方法が判り易いですが、ネットを調べると抵抗はそのままでダイオードを使った事例がありました。ちなみに以前私が分圧抵抗方式で動かした時の記事はこちら。

▼ダーオードを使ったレベル変換回路
5V to 3.3Vレベル変換回路
 ダイオードを直列に入れるだけの簡単な回路です。プルアップ抵抗(Rp)はアダプタ内蔵の物を使うと10kΩになります。これでSDのサンプルプログラムは動いたのですが、いくらなんでも10kΩは高すぎると思うので波形を見てみました。

▼SDの信号波形調査中
ArduinoへSDカード接続テスト

▼Rp=10kΩの場合の波形
10kΩ
 写真が見づらいですが、上がSDA、下がクロックで、縦軸は1V/Div.です。

 案の定立ち上がりがものすごくなまっていて十分なレベルに達していません。プログラムを走らせながらプロービングすると、ハングアップすることがあるので、全くマージンが無い状態です。これではダメです。

▼Rp=750Ωの場合 (正確には750//10k)
750Ω
 10kΩに並列に750Ωを入れた状態です。縦軸は2V/Div.です。
 やや立ち上がりが遅いのとダイオードの影響でLowレベルが少し持ち上がっていますが、これくらいなら大丈夫でしょう。クロック 周波数4MHzで、クロックの立ち上がりでデーターを読んでいるようです。

▼追加のプルアップ抵抗の実装方法
プルアップ抵抗を750Ωに改造
 チップ抵抗を持っていないのでラジアル部品をこの位置に取り付けて、内部の10kΩとパラにしました。

▼全体回路図
ArduinoにSDカード接続する回路
 Arduinoと接続する場合の全体回路図です。750Ωのプルアップ抵抗はCS, SDI, CLKに入れています。右下は使い勝手を良くするためのスイッチやLEDで、この後の記事で使います。

 この回路図の状態で、Arduino IDE に入っているSDのサンプルプログラムは全て動かすことが出来ました。

◆まとめ
 ということでインターフェイス回路は大丈夫そうなので、次はSDメモリーカードロガーのプログラムを作っていきます。

 なお、いきなり電力ロガー用のプログラムを作ると汎用性が無くなってしまうので、ある程度一般的なロガープログラムを先に作りたいと思います。こうしておくとプログラムの改造が楽になるので、どなたかがが応用プログラムを書いてくださるかも知れません。
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No title

いつもお世話になっています。
以前の記事の気圧気温ロガーを組み立てようとし今トライしていますが、今回の物を使うと3.3Vを作る回路とか分圧回路が省略できますね。

jh3gpnさん、今晩は

そうですね、ダイオードは安いのでいいし、抵抗は470Ωから1kΩくらいの範囲で、適当な値の物使えばいいので作り易いと思います。

ピンの向き

すみません、本文と関係ないのですがこのSDカードスロットのピンヘッダの向きが上向きですがどうしてなんでしょうか?
私は無理やり下を長く付け替えました。ブレッドボードに取り付けても裏面だとなんだか変ですよね。

re:ピンの向き

そうなんですよね、秋月のwebの写真見てもピンヘッダはこの面に取り付けられてますが、ブレッドボードに挿すとカードが見えないので使い難いです。
私もピン抜いて反対側に付け替えてもいいかな、と思ってます。
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