مقایسه دیتالاگر و نمونه بردار ( Data logger Vs Data acqusition )

مقایسه دیتالاگر و نمونه بردار

( Data logger Vs Data acqusition )

هر دوی این دستگاهها کار نمونه برداری انجام میدهند. به همین دلیل در ابتدا به تحلیل نمونه

برداری داده ها می پردازیم. سپس به بررسی ویژگی ها و مشخصات هر یک از این دو و مقایسه

آن ها میپردازیم.

نمونه برداری داده ( Data Sampling )

نمونه گیری داده ها یک روش تحلیل آماری است که برای انتخاب، دستکاری و تجزیه و تحلیل یک زیرمجموعه نمایه ای از نقاط داده برای شناسایی الگوهای و روند در مجموعه داده های بزرگ مورد بررسی قرار می گیرد. این دانشمندان داده ها، مدل سازان پیش بینی کننده و دیگر تحلیلگران داده ها را قادر می سازد.

نمونه بردار ( Data acquisition )

Data acqusition، فرایند سیگنال های نمونه برداری است که شرایط فیزیکی دنیای واقعی را محاسبه می کنند و نمونه های حاصل را به مقادیر عددی دیجیتالی تبدیل می کنند . این داده ها می توانند توسط یک کامپیوتر کنترل شوند.

سیستم های Data acquisition، به اختصار DAS یا DAQ ، معمولا شکل موج های آنالوگ را به مقادیر دیجیتالی برای پردازش تبدیل می کنند. اجزاء سیستم های اکتساب داده عبارتند از:
سنسورها، برای تبدیل پارامترهای فیزیکی به سیگنال های الکتریکی.
سیگنال تهویه مدار، برای تبدیل سیگنال های حسگر به یک فرم که می تواند به مقادیر دیجیتال تبدیل شود.
مبدل آنالوگ به دیجیتال، برای تبدیل سیگنال های سنسور شرطی به مقادیر دیجیتال.

سیستم Data acquisition

Data acquisition با پدیده فیزیکی یا ویژگی های فیزیکی اندازه گیری می شود. نمونه هایی از این شامل دما، شدت نور، فشار گاز، جریان مایع و نیرو است. صرف نظر از نوع دارایی فیزیکی که باید اندازه گیری شود، وضعیت فیزیکی که باید اندازه گیری شود، ابتدا باید به صورت یکپارچه تبدیل شود که می تواند با استفاده از یک سیستم Data acquisition نمونه برداری شود. وظیفه انجام چنین تحولاتی بر دستگاههایی است که سنسورها نامیده می شوند. سیستم Data acquisition مجموعه ای از نرم افزار و سخت افزار است که به فرد می تواند ویژگی های فیزیکی چیزی در دنیای واقعی را اندازه گیری یا کنترل کند. یک سیستم Data acquisition ها شامل سخت افزار DAQ، سنسورها و سنسورها، سخت افزار تهویه سیگنال و یک کامپیوتر با نرم افزار DAQ است.

سخت افزار DAQ

سخت افزار DAQ چیزی است که معمولا بین سیگنال و یک کامپیوتر ارتباط برقرار می کند. این می تواند به شکل ماژول هایی باشد که می توانند به پورت های کامپیوتر( موازی، سریال، USB و غیرهذ ) یا کارت های متصل به اسلات(  S-100، اپل بیس، ISA، MCA، PCI،  PCI-E و غیره) در مادربرد متصل شوند.

کارت DAQ اغلب شامل چندین جزء ( چندگانه، ADC، DAC، TTL-IO، تایمر سرعت بالا، RAM ).

کاربرد های  DAQ

  • اندازه گیری نور
  • اندازه گیری دما
  • فشار سنج

 

دیتالاگر

ثبت‌کننده داده یا دیتالاگر وسیله‌ای الکترونیکی است که داده‌هایی را که به وسیلهی حسگرهای تعبیه شده در دستگاه یا ابزار و حسگر خارجی تأمین می‌شوند را در طول زمان یا در رابطه با مکان ذخیره می‌کند. اکثر دیتالاگرها بر پایه یک پردازنده دیجیتال  طراحی و ساخته می‌شوند.

ویژگی های دیتالاگر ها

آن‌ها عموماً کوچک و قابل حمل بوده و به وسیله باتری تغذیه می‌شوند به علاوه به یک

ریزپردازنده مجهز بوده اند .  دارای حافظه داخلی جهت ذخیره‌سازی داده و تعدادی حسگر

می‌باشند.  برخی از دیتالاگرها به رایانه متصل می‌شوند و می‌توان با استفاده از نرم‌افزار آن‌ها را

فعال کرده و داده‌های کنترل شده را مشاهده و تجزیه و تحلیل کرد، در حالی که بقیه دارای رابط

محلی (مانندصفحه کلید و صفحه نمایش) بوده و می‌توانند از آن‌ها به صورت وسیله‌ای مستقل

استفاده کرد.

در واقع یک دیتالاگر یک دستگاه جمع و جور با باتری است که مجهز به ریزپردازنده داخلی،

ذخیره سازی داده ها و یک یا چند سنسور یا پورت های حسگر است. دیتالاگر  ها می توانند در

محیط های مختلف برای اندازه گیری در فواصل زمانی تعیین شده تا چند سال در یک زمان بدون

نظارت مستقر شود.

موارد استفاده از دیتالاگر

بسته به نوع داده ها، اندازه گیری ها می توانند شامل دمای هوا، رطوبت نسبی، جریان AC / DC و ولتاژ، فشار دیفرانسیل، زمان استفاده (نور، موتور، و غیره)، شدت نور، درجه حرارت آب، سطح آب، محلول اکسیژن، رطوبت خاک، بارندگي، سرعت و جهت باد، رطوبت برگ، سيگنالهاي پالس، بسياري ديگرباشد.

پروتکل های ابزار دقیق

پروتکل‌های فراوانی استانداردسازی شده‌اند که یک پروتکل هوشمند را نیز شامل می‌شوند، SDI-12 این پروتکل اجازه می‌دهد تا برخی از وسایل ابزار دقیق به انواع دیتالاگرها متصل شوند. استفاده از این استاندارد به مقبولیت زیادی در خارج از صنعت محیط زیست دست نیافت. همچنین برخی از شرکت‌های فعال در این زمینه امروزه از استاندارد MODBUS پشتیبانی می‌کنند. این استاندارد که بر مبنای Canbus یا ISO) ۱۱۸۹۸ ( بنا شده‌است به صورت سنتی در زمینه کنترل صنعتی استفاده می‌شد که امروزه استفاده از آن بسیار بیشتر از گذشته شده‌است. برخی دیتالاگرها با استفاده از یک محیط برنامه‌نویسی قابل انعطاف خود را با انواع مختلفی از پروتکل‌های غیر استاندارد سازگار می‌کنند.

مزیت دیتالاگر ها

از مزایای استفاده از دیتالاگر این است که به طور خودکار داده ها را به صورت 24 ساعته جمع

آوری کند. پس از فعال سازی، داده های ثبت کننده به طور معمول مستقر می شوند و بدون

نظارت برای اندازه گیری و ثبت اطلاعات برای مدت زمان نظارت قرار می گیرند. این اجازه می

دهد تا  تصویر جامع و دقیق از شرایط محیطی ، از قبیل دمای هوا و رطوبت نسبی  تحت نظارت

باشد.

ثبت اطلاعات داده ها و گرفتن اطلاعات اغلب به طور قابل تعویض استفاده می شود. با این حال،

در یک زمینه  کاملا متفاوت هستند. یک سیستم ثبت اطلاعات یک سیستم جمع آوری داده

است، اما یک سیستم جمع آوری داده ها لزوما یک لاگر نیست.

دیتالاگر ها به طور ضمنی دستگاه های مستقل هستند، در حالی که در سیستم معمولی کسب اطلاعات باید به منظور دستیابی داده ها به کامپیوتر متصل شود. این جنبه مستقل از لاگر ها به

حافظه درون برد آنها دلالت دارد است که برای ذخیره اطلاعات به دست آمده استفاده می شود.

دیتالاگر ها قابلیت حمل  تا 20 کانال با حداکثر سرعت نمونه برداری 10 ms (100 هرتز) را

دارند.

خصوصیات دیتالاگر ها

۱تعداد کانالها : تعداد کانالها بیانگر تعداد سنسورها و مبدلهایی است که هم‌زمان قابل اتصال به دیتالاگر هستند.

۲فرکانس نمونه برداری: این عدد نشان دهنده تعداد دفعاتی است که دیتالاگر داده‌های هر

سنسور را خوانده و به کامپیوتر یا حافظه منتقل می‌کند. برای مثال وقتی گفته می‌شود یک

دیتالاگر دارای فرکانس نمونه برداری ۳۰۰ هرتز است به این معنی است که در هر یک سیصدم

ثانیه داده‌های بدست آمده از سنسورها به کامپیوتر منتقل می‌شود.

۳نوع سنسورهای پشتیبانی کننده: معمولاً هر دیتالاگری سنسورها و مبدلهای خاصی را

پشتیبانی می‌کند. مثلاً یک دیتالاگر ممکن است تنها قادر به پشتیبانی سنسورهای حرارتی RTD

باشد ولی قادر به پشتیبانی ترموکوپلها نباشد.

معمولاً هر دیتالاگر مجهز به یک نرم‌افزار است که امکان اعمال تنظیمات آن و مشاهده نمودارهای

بدست آمده از سنسورها را حین نمونه برداری ممکن می‌کند.

یک پارامتر اساسی در سیستم‌های دیتالاگر قابلیت ثبت اطلاعات برای مدت زمانی طولانی مثلاً

چندین سال است. برای دست یابی به این هدف لازم است سیستم‌های دیتالاگر دارای رسانه‌های

ذخیره‌سازی در حجم‌های بالا و مصرف انرژی بسیار کم باشند.

 

کاربرد های دیتالاگر ها

ذخیره‌سازی ‘نمودار بارگذاری الکتریکی’ برای مدیریت مصرف انرژی.

  • مانیتورینگ فرایند برای نگهداری و عیب‌یابی کاربردها
  • ذخیره در ایستگاه‌های بدون مراقبت هیدروگرافی (مانند سطح آب، عمق آب، جریان آب، pH آب، رسانایی آب)
  • ذخیره خودکار رطوبت خاک
  • ذخیره خودگار فشار گاز
  • اندازه‌گیری لرزش و شرایط حمل (ارتفاع سقوط) در توزیع
  • اندازه‌گیری دما (رطوبت و…) مواد فاسد شدنی در حین انتقال محموله
  • تحقیقات حیات وحش
  • آزمایش خودرو
  • داده برداری از متغیرهای دما و فشار در طول خط لوله
  • ذخیره در ایستگاه هواشناسی بدون مراقبت (مانند سرعت باد/ و جهت باد، دما، رطوبت نسبی، تشعشعات خورشیدی(
  • مانیتورینگ خطوط لوله نفت و گاز
  • شمارش ترافیک جاده

مقایسه نمونه بردار و دیتالاگر

یک دیتالاگر  یک DAQ است، اما یک DAQ لزوما یک logger نیست.

1- دیتالاگر ها معمولا نرخ نمونه گیری پایین تر را دارند. حداکثر نرخ نمونه 1 هرتز ممکن است برای یک logger بسیار سریع درنظر گرفته شود، اما برای یک سیستم نمونه برداری داده معمولی بسیار کند است.

2- دیتالاگر ها دارای وضوح بالاتری نسبت به DAQ ها هستند.

3- دیتالاگر ها  به طور ضمنی دستگاه های مستقل هستند، در حالی که DAQ ها باید به منظور دستیابی داده ها به کامپیوتر متصل شود. این جنبه مستقل از loggers ها به معنای حافظه درون برد است که برای ذخیره اطلاعات به دست آمده استفاده می شود. گاهی اوقات این حافظه بسیار بزرگ است تا روزها یا حتی ماهها از ضبط بدون نظارت استفاده کند. این حافظه ممکن است حافظه دسترسی تصادفی استاتیک، حافظه فلش یا EEPROM با باتری را پشتیبانی کند. یک سیستم DAQ از یک کامپیوتر متصل، دستگاه ذخیره سازی شبکه یا مستقیم هارد دیسک مستقیم استفاده می کند.

4- با توجه به زمان ثبت طولانی loggers داده ها، به طور معمول مکانیسم آنها طوری است که   مقدار داده ثبت شده را با تاریخ و زمان خرید به منظور تولید یک دنباله از وقایع داده ها نشان میدهد . بر خلاف DAQ ها که فقط عمل نمونه برداری را انجام میدهند و ضبط تاریخ و زمان داده را ندارند.   به همین ترتیب، loggers ها معمولا از ساعتهای ساخته شده در زمان واقعی استفاده می کنند که لین می تواند مهمترین انتخاب در بین دیتالاگر ها باشد.

چند مورد دیگر

5- دیتالاگر ها از ورودی ساده تک کانال به دستگاه های چند کاناله پیچیده می باشد. در حالی که DAQ ها توانایی ضبط از ده ها تا صدها ورودی انالوگ و دیجیتال را دارند .

6-  جدیدترین loggers ها داده ها می توانند به صفحات وب متصل شوند. همچنین به افراد اجازه می دهند تا سیستم را از راه دور نظارت کنند. DAQ ها این ویژگی را ندارند.

7-  ویژگی از راه دور بسیاری از برنامه های کاربردی دیتالاگر ها ، نیاز به برخی از برنامه های کاربردی را برای استفاده از یک منبع تغذیه DC مانند باتری دارد. انرژی خورشیدی ممکن است برای تأمین این منابع انرژی استفاده شود.درحالی که اگر DAQ ها باتری هم بخورند دارای مدار

شارژ نیستند.

8- یکی دیگر از ویژگی های دیتالاگر ها این است که باید بسیار قابل اعتماد باشند. از آنجایی که ممکن است آنها برای مدت طولانی بدون نظارت و یا بدون نظارت بر انسانی کار کنند و ممکن است در مکان های سخت یا از راه دور نصب شوند، ضروری است تا زمانی که آنها قدرت داشته باشند، به هیچ وجه نمی توانند وارد سیستم شوند. ضبط کننده ها تقریبا به طور کامل ایمن هستند به مشکلات که ممکن است بر روی یک کامپیوتر عمومی در یک برنامه کاربردی مشابه، مانند سقوط برنامه و بی ثباتی برخی از سیستم عامل، تاثیر می گذارد. در صورتی که DAQ ها این ویژگی ها مثل کنترل از راه دور و قابل اعتماد بودن را ندارند.

جدول مقایسه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *