CSV-лог датчика: заголовок, строка на измерение и минутная сессия

Мне принесли три файла с одного устройства: log_1.csv, log_2.csv, log_3.csv — по одному на каждый перезапуск платы. В первом шапка sec,value и шестьсот строк. Во втором та же шапка стоит в середине файла, в третьем — две шапки с интервалом в тридцать строк. Метки времени нет ни в одном: только сквозной номер строки, по которому не ответишь, когда именно датчик вышел за порог. Всё это пишет один и тот же скетч — шапка при каждом запуске, номер вместо времени и файл, открытый от setup до close, которого у бесконечного loop не бывает.

Разберу договор CSV-лога, при котором таких файлов не заводится. Шапка пишется один раз и по условию, а не по настроению запуска. Каждое измерение — ровно одна строка: поля через запятую, перевод строки в конце. Метка времени — колонка от millis, честная и монотонная, хотя и без календаря: цену этой честности посчитаем отдельно. И главный практический приём — короткая сессия с картой на каждый замер: открыли файл, дописали строку, закрыли. При минутном интервале это ничего не стоит, а оборванный кабель питания превращает из катастрофы в потерю одной строки.

Первый скетч логгера и проводка модуля уже разобраны в уроке про первый CSV на карте, состав колонок проектировал в уроке про шапку и колонки. Таймер замера здесь собран на millis без единого delay — если этот скелет незнаком, сначала урок про millis вместо delay, а потом возвращайтесь: без него интервал плывёт при каждом замере.

Шапка нужна файлу как оглавление: без неё через месяц никто, включая автора, не вспомнит, что значит вторая колонка. Пишется она не при каждом запуске, а при пустом файле: открыли файл в режиме FILE_WRITE, спросили size() — ноль значит файл свежий, пишем шапку; не ноль — журнал живёт, добавляем только строки. Режим FILE_WRITE ставит курсор записи в конец, это его сила и его коварство: на карте со старым журналом безусловная шапка допишется прямо в середину записей. Отсюда и второй шапки из моей истории, и третья.

Строка собирается цепочкой print с одним завершающим println: поля через запятую, без пробелов после запятых — пробел Excel начнёт считать частью значения. Если в поле может прилететь запятая (текстовый статус, комментарий), поле берётся в кавычки или разделитель меняется на точку с запятой — правило то же, что и для журнала в Serial. Ту же строку печатайте и в монитор: дубль стоит ноль миллисекунд, а показывает и содержимое, и сам факт записи. Половина полевых загадок закрывается этим двойным листом: файл молчит, а Serial виден.

Колонка метки — millis()/1000: секунды от включения платы. Число монотонное, никогда не прыгает назад, арифметика «сколько прошло» делается вычитанием — этого у календарных штампов с часовыми поясами нет. Цена известна заранее: после перезапуска отсчёт пойдёт с нуля, и дата в журнале не появится вовсе. Для тестов, счётчиков и станков с постоянным питанием этого достаточно; для архива с календарём нужен RTC, и это следующий урок.

У CSV-лога два стиля жизни. Первый — файл открыт от начала и навсегда: быстрее на миллисекунды, но при обрыве питания последний сектор со строками и обновление длины в каталоге не совпадают по времени, и хвост журнала числится призраком. Второй — короткая сессия на каждый замер: open, строка, close. Close делает два дела: дожимает буфер и обновляет длину файла в каталоге, поэтому после него компьютеру показывается ровно то, что записано, — обрыв питания стоит максимум одной недописанной строки, а не половины журнала.

Цена вопроса измеряется миллисекундами: открытие файла на Uno укладывается в единицы миллисекунд, и при минутном интервале это шум на фоне 60 секунд между замерами. Механику разлома — секторы против каталога и потерянные кластеры — разобрал в уроке про обрыв питания и кластеры, поведение буфера и flush — в уроке про flush и питание; здесь беру только практику: минутный интервал делает короткие сессии бесплатными. Светодиод окна записи — третья рука скетча: вспышка на время сессии, и любой желающий знает, когда карту трогать нельзя.

Отдельная мелочь, которую замечают через месяц работы: метки в журнале идут не ровно через 60 секунд, а через 60 с хвостиком. Причина — строка lastRow = ms: отсчёт начинается не от планового момента, а от фактического, и каждая сессия добавляет пару миллисекунд к следующему интервалу. Для минутного лога это копейки — за сутки набегает меньше секунды. Если нужна метрономная сетка, отсчёт ведут накоплением lastRow += INTERVAL, но тогда один сбойный тик сдвигает весь ряд навсегда. Для датчика с минутной сеткой я осознанно беру первый вариант: устойчивость к единичному сбою дороже идеальной сетки.

У millis-метки есть горизонт, о котором вспоминают через два месяца: счётчик тиков переполняется на 49,7 сутки, и колонка секунд прыгает с пяти миллионов обратно в ноль. Журнал не ломается — строки лягут после старых, — но сортировка по метке развалится: новый ноль встанет раньше старых миллионов. Лечится перезапуском логгера раз в месяц — у меня так и живёт дачный датчик, — либо unix-штампом из следующего урока. Считается и объём без калькулятора: минутная сетка — 1440 строк за сутки, десятки килобайт за месяц — даже скромная карта пустеет дольше, чем живёт проект.

Политика отказов вписывается в тот же скетч без новых механизмов: если SD.open вернул false, замер пропускается, lastRow уже обновлён, и попытка повторится через минуту. Журнал с минутной дырой лучше платы, зависшей в бесконечном цикле: дыру видно по меткам и её размер известен точно, а зависание прячет и дыру, и всё, что после неё. Счётчик пропусков в Serial закрывает вопрос честности: если за неделю пропущено две минуты — журнал можно использовать как есть, если двести — впереди разбор питания, а не графики.

Колонки заполняются сырыми числами или преобразованными — вопрос, который всплывает на второй неделе. Я кладу в строку оба: отсчёт АЦП и рядом градусы, пересчитанные той же формулой, что живёт в скетче. Плюс всплывёт позже сам: пересчёт не теряется вместе с версией прошивки, а подозрение на кривую калибровку проверяется по сырой колонке прямо в таблице. Цена — пятнадцать байт на строку. Совет писать только готовые градусы работает ровно до первого сомнения в формуле: когда в журнале одни градусы, спорить с ними нечем, и пересчёт с нуля стоит перепрошивки на объекте.

Граница метода честная: когда интервал падает до десятков миллисекунд, open и close на каждый замер начинают съедать заметную долю бюджета, и логгер переходит на долгий файл с редким flush и пакетной записью — её механику с ценой по строкам разбирал в уроке про буфер и пакетную запись. Для датчика температуры, освещённости, уровня — всего, что меняется за секунды и минуты, — короткие сессии остаются самым надёжным дефолтом.

В модели нажмите кнопку и посмотрите на первые две строки: шапка не пишется, потому что буфер байтов уже не пуст — это и есть проверка size() на плате. Каждая следующая строка закрывается собственной сессией, счётчик байтов растёт ровно на длину строки с переводом: 1203,47 — восемь знаков плюс запятая-разделитель, ничего лишнего. Остановите лог кнопкой и запустите снова — журнал продолжится с того же места без второй шапки, в отличие от трёх файлов из начала урока.

Чего модель не показывает — так это цены промаха в обратную сторону. Если держать файл открытым и забыть close, счётчик байтов на плате растёт, а каталог карты стоит: при обрыве питания неделя чисел превращается в призрака. Правило простое до занудства: одна строка — одна сессия: вспышка горит — карту в этот момент не трогать вовсе. А колонку метки для архива с календарём ставит следующий урок — там в журнал въедет настоящая дата.