Autoelektryka

Wyprodukowana przez japońską firmę HIOKI stacja rejestrująca LR8410-20 tworzy wraz z modułami-loggerami LR8510/8511 bezprzewodowy system pomiarowy. Stacja zbiera i rejestruje dane pomiarowe pochodzące z kilku współpracujących z nią modułów-loggerów, korzystając z radiowej techniki Bluetooth. Dystrybucję tych urządzeń prowadzi firma Labimed Electronics.

Logger to urządzenie zbierające i rejestrujące dane pomiarowe ze stosunkowo małą szybkością, najczęściej poczynając od 1 s i tym przede wszystkim różni się od rejestratora oscyloskopowego, który może zbierać i rejestrować dane pomiarowe nawet co 50 ns. Producent stacji i modułów-loggerów przewiduje, że urządzenia te znajdą zastosowanie w wielu dziedzinach nauki i techniki, w których konwencjonalny logger jest trudny lub wręcz niemożliwy do użycia np. w sytuacjach, w których obiekt pomiarowy porusza się lub znajduje się w trudno dostępnym miejscu. Firma HIOKI planuje też, że nowe urządzenia będą używane w motoryzacji. Jako przykładowe aplikacje podaje opracowywanie nowych podzespołów samochodowych i ocenę ich działania, wykonywanie prac konserwacyjnych i testowych w trakcie prowadzenia pojazdu i inne. Stacja LR8410-20 odbiera sygnały radiowe w czasie rzeczywistym z urządzeń prowadzących pomiar, czyli modułów-loggerów. Sygnały te zawierają dane pomiarowe m.in. napięcia stałego, temperatury i rezystancji. Stacja magazynuje je w swojej pamięci, na karcie pamięci SD lub pamięci przenośnej USB. Z każdą stacją może współdziałać maksymalnie siedem modułów-loggerów, przy czym odległość ich od stacji nie może przekroczyć 30 m. Każdy z modułów-loggerów ma 15 kanałów pomiarowych, co przy użyciu do pomiaru siedmiu modułów daje do dyspozycji użytkownika aż 105 kanałów. Ze względu na małe rozmiary moduły-loggery mogą być instalowane bardzo blisko miejsca pomiaru, dzięki czemu przewody łączące moduł z czujnikiem pomiarowym mogą być krótkie.

Stacja rejestrująca
Większość miejsca na płycie czołowej stacji LR8410-20 zajmuje kolorowy ekran LCD-TFT o przekątnej 5,7”. Po jego prawej stronie znajdują się przyciski obsługowe. W obudowie stacji umieszczono gniazda interfejsów LAN, USB i zewnętrznego sterowania EXT I/O. Są też gniazda pamięci przenośnej USB oraz karty SD. Użytkownik, konfigurując parametry rejestracji stacji, ustawia odstęp czasowy rejestracji w zakresie od 100 ms do 1 h, decyduje też, czy wybrać rejestrację ciągłą, czy powtarzaną. Konfigurując natomiast warunki obserwacji, ustawia oś czasu (od 200 ms/dz do 1 dzień/dz). Wyświetlony przebieg może następnie rozciągać, kompresować, przesuwać i przewijać. W trybie monitora może sprawdzać wartości chwilowe i obserwować przebiegi bez rejestrowania danych.
Maksymalny czas rejestracji zależy od liczby użytych modułów i wybranego odstępu czasowego rejestracji. Zależy też od tego, czy dane są zapisywane w pamięci buforowej stacji (pojemność 16 MB), czy na karcie pamięci SD (pojemność 2 GB). Na przykład, gdy ze stacją mają współpracować dwa moduły, a dane będą zapisywane co 100 ms, to pamięć wewnętrzna wystarczy nam na prawie 8 godzin rejestracji, a karta pamięci na ok. 41 dni, 10 godzin i 12 minut. Gdy odstęp czasowy ustawimy na 1 s, to stacja będzie zapisywać w pamięci wewnętrznej przez prawie 3 dni i 5 godzin, a na karcie SD przez ponad rok. Należy zaznaczyć, że stacja nie może pracować samodzielnie, stąd też zamawiając ją, trzeba uwzględnić jeszcze choć jeden moduł-logger.

Moduły-loggery
Firma HIOKI oferuje do współpracy ze stacją LR8410-20 15-kanałowe moduły- -loggery dwóch typów LR8510 i LR8511, o różnych funkcjach pomiarowych. Moduły mają niewielkie rozmiary (150 x 90 x 56 mm) i małą masę równą 340 g – w przypadku modułu LR8510, i 320 g – w przypadku modułu LR8511. HIOKI sprzedaje moduły jako wyposażenie opcjonalne, dzięki czemu użytkownik może samodzielnie skonfigurować swój system stosownie do swoich potrzeb.
Moduł LR8510 mierzy napięcie stałe i temperaturę (sondą termoparową), drugi zaś (LR8511) – napięcie stałe, rezystancję, temperaturę (sondami termoparowymi i rezystancyjnymi) oraz wilgotność względną. Oba moduły mierzą napięcie stałe w zakresie od 10 mV do 100 V podzielonym na dziewięć podzakresów. Jest też dostępny osobny podzakres 1 -5 V. Zakres pomiarowy rezystancji od 10 do 200 Ω ma cztery podzakresy, a zakres pomiarowy temperatury zależy od typu użytej sondy i nie przekracza 2000°C.

Funkcje ochrony danych pomiarowych
Konstruktorzy firmy HIOKI przyłożyli wiele starań do zapewnienia skutecznej ochrony zbieranych danych pomiarowych przed ich utratą w wyniku awarii zasilania lub przerwania łączności między modułem a stacją rejestrującą. Gdy stacja zasilana z sieci zapisuje dane na kartę SD, to w momencie awarii zasilania, wewnętrzny kondensator stacji podtrzymuje zasilanie aż do momentu zapisania wszystkich danych. Po przywróceniu zasilania sieciowego jest też natychmiast wznawiany proces rejestracji. Gdy w stacji jest zamontowany akumulator, to włącza się w momencie zaniku zasilania, podtrzymując proces rejestracji.
Gdy zanik zasilania sieciowego wystąpi w trakcie pracy modułu-loggera, to pomiar zostanie przywrócony automatycznie po pojawieniu się zasilania, lecz dane pomiarowe za okres zaniku będą stracone. Gdy natomiast w module zainstalujemy akumulator, to włączy się on samoczynnie w momencie zaniku, chroniąc nas przed utratą danych. Gdy zostanie przerwana łączność radiowa między stacją a modułami, to dane zbierane przez moduły zaczynają być zapisywane w ich pamięciach wewnętrznych i w momencie przywrócenia łączności zostają natychmiast przesłane do stacji. O stanie przerwania łączności (lub bliskim rozładowaniu akumulatora) informują użytkownika sygnały alarmowe, otrzymuje on też wiadomość pocztą elektroniczną.

Konfigurowanie wstępne systemu pomiarowego
Funkcja „Quick Set” pozwala szybko skonfigurować system zbierający dane pomiarowe, w tym zarejestrować pracujące w nim moduły. Stacja wykrywa moduły znajdujące się w jej otoczeniu, a następnie je rejestruje. Wykrywanym modułom przyporządkowuje kolejne numery od 1 do 7 i nawiązuje z nimi połączenie. Użytkownik może na bieżąco sprawdzać stan łączności stacji z modułami, może też przyporządkować im nazwy.

Zapisywanie danych pomiarowych
Stacja LR8410-20 zapisuje dane pomiarowe w swojej pamięci wewnętrznej mającej pojemność 16 MB i na nośnikach zewnętrznych, czyli na karcie pamięci SD oraz pamięci przenośnej USB. HIOKI dostarcza standardowo wraz ze stacją kartę SD o pojemności 2 GB. Stacja zapisuje dane pomiarowe na nośnikach zewnętrznych w czasie rzeczywistym, przy czym użytkownik może wymienić taki nośnik w trakcie zapisu i to bez wstrzymywania pomiaru. Aby zapewnić ciągłość zapisu, dane są zapisywane na czas wymiany w wewnętrznej pamięci stacji. Dane pomiarowe można też zapisywać w czasie rzeczywistym na nośniku pamięci i jednocześnie przesyłać do komputera. Trzeba jednak wcześniej zainstalować na nim program „Logger Utility”.

Inne funkcje
Stację rejestrującą wyposażono w wiele różnorodnych funkcji usprawniających prowadzenie pomiarów i analizę otrzymywanych wyników, w tym funkcje obliczeniowe wykonywane na danych pomiarowych z kanałów, wyzwalania procesu rejestracji, skalowania polegającego na przetwarzaniu danych napięcia na wskazania w jednostkach prądu lub innych wielkości fizycznych, wyszukiwania zdarzeń za pomocą wstawionych znaczników itd.

Współpraca z komputerem
Program „Logger Utility” dostarczany standardowo ze stacją umożliwia przetwarzanie zbieranych danych pomiarowych, przeglądanie w trakcie pomiaru „przeszłych” danych, zdalne sterowanie pomiarem (zarówno stacją, jak i modułami) z ekranu komputera oraz wyprowadzanie danych pomiarowych na drukarkę.

Rodzaje zasilania
Zarówno stację, jak i moduły można zasilać z zewnętrznego zasilacza sieciowego, akumulatora lub źródła zewnętrznego napięcia stałego od 10 do 28 V.

Pomiar w szerokim zakresie temperatur otoczenia
Zakres temperatur otoczenia, w którym mogą pracować moduły-loggery, rozciąga się od -20 do 60°C, co pozwala na prowadzenie pomiarów np. w pojeździe w czasie letnich upałów.

Wyposażenie standardowe i opcjonalne
Stacja rejestrująca LR8410-20 jest dostarczana wraz z zasilaczem sieciowym Z1008 i kartą pamięci Z4001 (2 GB). W komplecie jest też CD z programem „Logger Utility” i przewód USB. Jako wyposażenie opcjonalne stacji można zamówić pakiet akumulatorów litowo-jonowych Z1007, podstawkę-uchwyt Z1009 do zawieszenia stacji na ścianie lub ustawienia jej na biurku, przewód LAN 9642 i neseser C1007. Neseser mieści stację i cztery moduły-loggery. Firma HIOKI dołącza standardowo do każdego dostarczanego przez nią modułu zasilacz sieciowy Z1008. Jako wyposażenie opcjonalne modułu można zamówić pakiet akumulatorów Z1007 i czujnik wilgotności Z2000.

mgr inż. Leszek Halicki