ArduinoとSDカードモジュールでセンサーデータをCSVロギングする方法【停電対応・タイムスタンプ付き完全解説】

「Arduinoでセンサーデータを記録したいけど、シリアルモニターを閉じたら消えちゃう…」

そんな悩みを抱えたことがある方、多いんじゃないでしょうか。

リアルタイムで確認するだけなら問題ないのですが、長期間のデータを蓄積して分析したいとなると、やっぱりどこかに保存する仕組みが必要です。

今回は SDカードモジュール を使って、センサーデータをCSV形式でロギングする方法を完全解説します！タイムスタンプの付け方、停電（電源断）が起きてもデータが壊れない工夫まで丁寧にお伝えします。

✅ 対象読者: Arduino中級者（Lチカ・センサー読み取りはできる方）

Contents

SDカードモジュールとは？まずざっくり理解しよう
必要なもの
配線図（ピン接続まとめ）
SDカードの初期化を確認する最小スケッチ
本題！センサーデータをCSVで保存するスケッチ
停電対策の核心「毎回closeする」理由
生成されるCSVのサンプル
【応用】RTCモジュールで本物のタイムスタンプを付ける
よくあるトラブルと対処法
まとめ

SDカードモジュールとは？まずざっくり理解しよう

Arduino SD card data logging / Photo by Luis Quintero via Pexels

SDカードモジュールは、一般的なmicroSDカードをArduinoから読み書きするためのモジュールです。

イメージとしては、「Arduinoに外付けのメモリ帳をくっつける」感じです。

Arduinoには SD.h という公式ライブラリがあり、ファイルの読み書きをシンプルなコードで実現できます。SPIという通信規格でArduinoと接続するのが一般的です。

必要なもの

Arduino UNO（またはNano・Megaなど）
SDカードモジュール（SPI接続タイプ。よく見かける青い基板のもので大丈夫です）
microSDカード（FAT32フォーマット済み、2〜32GB推奨）
DHT11またはDHT22（温湿度センサー）
ジャンパーワイヤー・ブレッドボード

配線図（ピン接続まとめ）

SDカードモジュールはSPI接続です。Arduino UNOでの接続は以下の通りです。

SDカードモジュール側	Arduino UNO側
VCC	5V
GND	GND
MISO	D12
MOSI	D11
SCK	D13
CS（チップセレクト）	D4（任意変更可）

DHT11のデータピンはD2に接続してください。配線が終わったら、ショートしていないかざっと確認しておきましょう。

SDカードの初期化を確認する最小スケッチ

まずSDカードが正しく認識されているかを確認するミニスケッチを動かしてみましょう。いきなり本番コードを書く前にこのステップを踏むと、トラブルの切り分けが格段に楽になります。

// SDカード認識確認スケッチ
#include <SPI.h>
#include <SD.h>

const int CS_PIN = 4; // CSピンを4番に設定

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("SDカード初期化中...");

  // SD.begin()が失敗したら停止
  if (!SD.begin(CS_PIN)) {
    Serial.println("SDカードの初期化に失敗しました！");
    Serial.println("配線・フォーマットを確認してください");
    while (1); // 無限ループで停止
  }

  Serial.println("SDカードの初期化成功！");
}

void loop() {
  // ここでは何もしない
}

シリアルモニターに「SDカードの初期化成功！」が表示されればOKです。失敗する場合は、FAT32フォーマットを再確認するか、CSピンの番号を見直してみてください。

本題！センサーデータをCSVで保存するスケッチ

ここからが本番です。DHT11で温湿度を読み取り、10秒ごとにCSVファイルへ追記するスケッチを作ります。

ポイントをまとめるとこんな感じです：

File.open() のモードは FILE_WRITE（追記モード）を使う
1行書いたら必ず dataFile.close() を呼ぶ（これが停電対策の核心！）
タイムスタンプはRTCモジュール（DS3231など）があれば最高だが、今回はArduinoの起動からの経過秒で代用する

// センサーデータCSVロギングスケッチ
#include <SPI.h>
#include <SD.h>
#include <DHT.h>

#define DHTPIN 2        // DHTセンサーのデータピン
#define DHTTYPE DHT11   // DHT11を使用
#define CS_PIN 4        // SDカードのCSピン

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  dht.begin();

  // SDカードを初期化
  if (!SD.begin(CS_PIN)) {
    Serial.println("SDカード初期化失敗！");
    while (1);
  }
  Serial.println("SDカード準備完了");

  // CSVヘッダーを書き込む（ファイルが新規の場合のみ）
  if (!SD.exists("log.csv")) {
    File headerFile = SD.open("log.csv", FILE_WRITE);
    if (headerFile) {
      headerFile.println("timestamp_sec,temperature_C,humidity_pct");
      headerFile.close(); // 必ずclose！
      Serial.println("ヘッダー行を書き込みました");
    }
  }
}

void loop() {
  // センサーから温湿度を取得
  float temp = dht.readTemperature();
  float humi = dht.readHumidity();

  // 読み取り失敗チェック
  if (isnan(temp) || isnan(humi)) {
    Serial.println("センサー読み取りエラー！");
    delay(10000);
    return;
  }

  // 起動からの経過秒をタイムスタンプとして使用
  unsigned long timestamp = millis() / 1000;

  // CSVに1行追記
  File dataFile = SD.open("log.csv", FILE_WRITE);
  if (dataFile) {
    dataFile.print(timestamp);
    dataFile.print(",");
    dataFile.print(temp);
    dataFile.print(",");
    dataFile.println(humi);
    dataFile.close(); // ★ここが最重要！毎回closeで停電対策

    // シリアルモニターにも表示
    Serial.print("記録 → 経過:");
    Serial.print(timestamp);
    Serial.print("秒 / 温度:");
    Serial.print(temp);
    Serial.print("℃ / 湿度:");
    Serial.print(humi);
    Serial.println("%");
  } else {
    Serial.println("ファイルオープン失敗！");
  }

  delay(10000); // 10秒ごとに記録
}

停電対策の核心「毎回closeする」理由

これ、地味に大事なポイントです。

Arduinoの SD.h ライブラリは、close() を呼ぶまでデータをバッファ（メモリ上）にためておく設計になっています。

つまり、closeする前に電源が落ちると、バッファのデータが丸ごと消えるんです。

1回の記録ごとに open → write → close を繰り返すのは少し非効率に思えますが、ロギング用途ではこれが最も安全な方法です。10秒おきのロギングなら処理速度の問題は全く気にしなくて大丈夫です。

生成されるCSVのサンプル

SDカードを取り出してPCで開くと、こんなCSVが保存されているはずです。

timestamp_sec,temperature_C,humidity_pct
10,24.50,58.00
20,24.60,57.00
30,24.70,57.00
40,25.00,56.00

このままExcelやGoogleスプレッドシートに読み込んでグラフ化できます。Pythonのpandasやmatplotlibでもすぐに扱える形式なので、データ分析に繋げやすいのも嬉しいポイントです。

【応用】RTCモジュールで本物のタイムスタンプを付ける

「経過秒じゃなくて、実際の日時を記録したい！」という場合は DS3231 などのRTC（リアルタイムクロック）モジュールを追加するのがおすすめです。

DS3231は RTClib ライブラリを使うと数行で日時取得できます。ロギング行の書き方だけサンプルを示しておきます。

// RTClib使用時のタイムスタンプ取得例（RTClib導入済みの場合）
#include <RTClib.h>

RTC_DS3231 rtc;

void setup() {
  rtc.begin();
  // 初回のみ時刻合わせが必要
  // rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));
}

// loop内でのタイムスタンプ取得
DateTime now = rtc.now();
String timestamp = String(now.year()) + "/"
                 + String(now.month()) + "/"
                 + String(now.day()) + " "
                 + String(now.hour()) + ":"
                 + String(now.minute()) + ":"
                 + String(now.second());

// CSVに書き込む時はこんな感じ
dataFile.print(timestamp);
dataFile.print(",");

こうすることで「2025/7/15 09:30:00」のような本物の日時がCSVに記録されます。本格的な温度ロガーやデータ収集機器を作るときはぜひ組み合わせてみてください。