دیتالاگر و خصوصیات آن

دیتالاگر چیست؟

ثبت کننده داده یا ثبات یا دیتالاگر (Data Logger) و یا داده بردار وسیله ای است که داده های اندازه گیری شده توسط خود و یا توسط یک حسگر یا دستگاه خارجی را در طول زمان ذخیره می کند. اکثر دیتالاگرها معمولاً کوچک و قابل حمل بوده و کاربرد آزمایشگاهی دارند. دیتالاگر ها دارای یک حسگر بوده که داده پارامتر مورد نظر را اندازه گیری کرده و سپس در حافظه داخلی خود ذخیره می کنند. برخی از ثبت کننده ها دارای نمایشگر بوده و می توان داده های ذخیره شده را در آن مشاهده کرد. دیتالاگر ها معمولاً از طریق رابط USB به کامپیوتر وصل شده و توسط نرم افزار مخصوص دیتالاگر می توان داده های اندازه گیری شده را بر روی کامپیوتر مشاهده و پردازش کرد.

مزایای دیتالاگر

یکی از مزایای مهم استفاده از دیتالاگرها قابلیت جمع آوری ۲۴ ساعته اطلاعات است.

دیتالاگرها معمولاً به محض فعال سازی بدون مراقبت رها شده تا در طول دوره دیده بانی اندازه گیری نموده و اطلاعات را ذخیره کند.

این قابلیت اجازه می‌دهد تا تصویری جامع  از شرایط محیط  مانند دمای هوا یا رطوبت بدست آید.

دیتالاگرها در طیف وسیعی از موارد کاربردی استفاده می گردند.

شیمیدانها در آزمایشگاه ها از آنها برای ذخیره داده های دما، PH و فشار آزمایشهایشان استفاده می کنند.

مهندسین طراح برای ذخیره مقادیر بهره وری مانند لرزش، دما و میزان شارژ باتری از دیتالاگرها استفاده می کنند تا طراحی محصولاتشان را ارزیابی نمایند.

مهندسین معدن از آنها برای اندازه گیری کشش و بار بر روی پلها در طول زمان استفاده می کنند تا میزان امنیت پروژه را به دست آورند.

زمین شناسان از دیتالاگرها برای تخمین آرایش معدنی محل در هنگام حفاری برای استخراج نفت استفاده می نمایند.

لیست کاربردهای دیتالاگرها بسیار طولانی است، اما تمامی آنها نیازهای مشترک مشابهی دارند.

در ذیل موارد استفاده از دیتالاگر بررسی شده است:

تحلیل آنلاین:

شامل کلیه تحلیل هایی است که شما می خواهید قبل از ذخیره کردن داده ها انجام دهید.

به عنوان مثال تبدیل ولتاژ اندازه گیری شده به واحدهای علمی بامعنی مانند درجه سانتیگراد است.

قادر خواهید بود این محاسبات پیچیده و فشرده سازی داده ها را قبل از ذخیره آنها انجام دهید.

کنترل قسمتی از سیستم (مانند قطع پمپ و …) بر اساس اندازه گیری های فعلی قسمتی از تحلیل آنلاین است.

تمامی نرم افزارهای دیتالاگر بایستی تبدیل داده های باینری به ولتاژ و تبدیل ولتاژ به واحد های عملی را انجام دهند.

تحلیل آفلاین:

شامل تحلیل هایی می باشد که روی داده های ذخیره شده انجام می شود.

یک مثال ساده از تحلیل آفلاین، جستجوی یک داده خاص در داده های پیشین یا داده های فشره شده است.

ذخیره سازی داده ها:

با استفاده از این ویژگی شما قادر خواهید بود تا داده های تحلیل شده با فرمت های مورد نظر را ذخیره کنید.

بردداشت داده:

این مرحله شامل سنسورها و سخت افزار دیتالاگر است که برای تبدیل پدیده های فیزیکی به سیگنالهای دیجیتال از آن بهره می برند.

نمایش , اشتراک گذاری و گزارش گیری:

شامل ایجاد گزارش هایی است که شما نیاز دارید تا داده های خود را نمایش دهید.

می توان مستقیماً تحلیل های آنلاین را نمایش داد.

این قابلیت شما به شما این امکان را می دهد تا داده های خود را همزمان با جمع آوری و تحلیل آنها، نظارت کرده و نمایش دهید.

در زیر یک دیتالاگر 16 کاناله 24 بیتی ساخت شرکت اینتلیکو را مشاهده می کنید:

انتخاب ADC مناسب

هر دیتالاگر از حداقل یک واحد adc یا مبدل آنالوگ به دیجیتال تشکیل شده است.

در واقع adc ها انواع و اقسامی دارند که هر کدام برای کاری مناسب می باشد.

به همین دلایل باید با توجه به نوع پروژه و نیاز ها انتخاب قطعه صورت بگیرد.

منظور از نیاز ها عبارت هست از سرعت نمونه برداری ، دقت نمونه برداری ، تعداد کانال ها ، فرکانس سیگنال ورودی ، دامنه سیگنال ورودی و ….

می توان مطالب زیر را درباره ی این نیاز ها بیان کرد:

هر چه فرکانس سیگنال ورودی بیشتر باشد باید سرعت نمونه برداری هم بیشتر گردد.

حداقل سرعت نمونه برداری باید ۲ برابر فرکانس سیگنال ورودی باشد تا تغییرات سیگنال دیده شود.

دقت نمونه برداری هر adc با یک عدد بر مبنای بیت اندازه گیری می شود.

هر چه قدر این عدد بزرگتر باشد دقت بیشتر  است.

در واقع سیگنال ورودی به واحد های کوچکتری تقسیم شده و مقدار آن با این واحد کوچک سنجیده می شود.

این مقدار برابر است با ولتاژ رفرنس ورودی تقسیم بر 2 به توان دقت adc.

در صورتی که در سیستم دیتالاگر فقط از یک واحد adc استفاده گردد و همه کانالها از طریق این adc اندازه گیری شود، می بایست نرخ نمونه برداری این adc بیشتر انتخاب شود چرا که سرعت نمونه برداری هر کانال برابر است با سرعت نمونه برداری adc تقسیم بر تعداد کانال ها.

دامنه سیگنال ورودی باید حداکثر برابر با مقدار ولتاژ رفرنس باشد. چرا که در غیر این صورت علاوه بر اسیب به adc مقادیر بیشتر قابل اندازه گیری نمی باشد.

خصوصیات دیتالاگرها

۱- تعداد کانال ها:تعداد کانالهای دیتالاگر بیانگر تعداد سنسورها و مبدلهایی است که هم‌زمان قابل اتصال به دیتالاگر هستند.

۲-فرکانس نمونه برداری: تعداد دفعاتی که دیتالاگر داده‌های هر سنسور را خوانده و به کامپیوتر یا حافظه منتقل می‌کند را فرکانس نمونه برداری دیتالاگر می گویند. به عنوان دیتالاگری که 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.

۳-نوع 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.

۴-پردازش داده های جمع آوری شده: 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.

۵-مدت زمان ثبت اطلاعات: 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 ذخیره سازی در حجم‌های بالا و مصرف انرژی بسیار کم باشند.

انواع دیتالاگر:

اولین دیتالاگر ها ثبت اطلاعات را بر روی کاغذ انجام میدادند و تمامی اطلاعات را به صورت مداوم بر روی کاغذ رسم میکردند .کم کم با پیشرفت تکنولوژی بر روی حافظه های Ram ذخیره کردند و امروزه علاوه بر روی حافظه اطلاعات را به صورت شبکه های صنعتی در اختیار کنترلرها و کامپیوترهای صنعتی قرار می دهند.

• دیتالاگرهای ثبت اطلاعات بر روی کاغذ
• دیتالاگرهای ثبت اطلاعات بر روی حافظه های جانبی
• دیتالاگرها با شبکه های صنعتی
• دیتالاگرهای هوشمند

در ادامه به ترتیب یک دیتالاگر هوشمند و یک دیتالاگرها با شبکه های صنعتی را مشاهده می کنید: