Was versteht man unter einem Datenlogger?

QIC – Datenlogger: A Roadmap to Success

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Datenlogger sind Messgeräte, welche Messdaten über eine bestimmte Zeit hinweg erfassen können (z.B. Temperaturen, Spannungen ….). Ein Datenlogger besteht aus einem programmierbarem Prozessor, einem Speicher, Schnittstellen und ein oder mehreren Eingangskanälen zum Anschluss von verschiedenen Sensoren.

Datenlogger besitzen meist eine eigene Energieversorgung (z.B. durch Batterie oder Akku). Über den Sensor werden die Messdaten erfasst. Durch einen A/D-Wandler werden diese Messwerte in „speichergerechte“ Daten umgesetzt und auf einem Speichermedium gespeichert. Dieses kann eine Speicherkarte, ein EEPROM, eine Festplatte oder sonstiges sein. Durch die Art der Speicherung bzw. dem Einsatz einer USV kann einem möglichen Datenverlust (bei leerer Batterie) vorgebeugt werden. Die erfassten Daten werden über die Schnittstellen (serielle Schnittstelle, USB, LAN, Bluetooth) ausgelesen und mittels Software ausgewertet. Über eine dieser Schnittstellen wird ein Datenlogger auch für seinen Einsatz konfiguriert (z.B. Start- und Endzeit der Messung, Messintervalle usw.). Je nach gewünschten Messgrößen kann ein Gerät ein oder mehrere Kanäle besitzen, um gleichzeitig mehrere Sensoren anschließen zu können.

Wo werden Datenlogger eingesetzt ?
Datenlogger werden überall dort eingesetzt, wo eine Langzeitaufnahme von Messparametern vorgenommen werden soll, ohne dass ständig Personal vor Ort anwesend ist. So werden die Logger vor allem bei Feldversuchen, bei Dauerlaufversuchen in der Autoindustrie, bei der Überwachung von Transporten, bei Versuchen in der Lebensmittelindustrie, zur Fehleranalyse von Systemen (z.B. bei schwankenden Spannungen in oder an einem System), bei Qualitätsstudien, in Forschung und Entwicklung und in der Ausbildung verwendet.
Wie werden Datenlogger bedient?
Alle Datenlogger werden zunächst mittels eines Datenkabels an einen PC oder Laptop angeschlossen, um über windowsfähige Software konfiguriert zu werden (Echtzeit, Messrate, Startzeit, Stoppzeit … je nach Spezifikation). Dann wird der Datenlogger vom PC oder Laptop getrennt und am Messort positioniert und startet automatisch (einige Modelle müssen auch manuell gestartet werden). Die Datenlogger beginnen nun die Messungen und speichern die Messwerte intern ab. Wenn das vorgegebene Zeitintervall erreicht ist oder der interne Speicher voll ist, schaltet der Datenlogger ab. Jetzt wird entweder die Speicherkarte gewechselt oder das Gerät wird vom Messort entfernt und an einen PC angeschlossen, um die Daten auszulesen und auszuwerten.
Warum entwickelte CAETEC einen eigenen Datenlogger?
Alles, was bisher beschrieben wurde, gibt es seit vielen Jahren, ist aber fast immer nur für geringe Kanalzahlen und niedrige Abtastraten designed worden. Die Wünsche zur Erfassung auch großer Kanalzahlen mit höheren Abtastraten kamen in den letzten 3–4 Jahren vor allem von den Autoherstellern, die im Dauerlaufversuch gleichzeitig bei vielen Fahrzeugen einer neuen Baureihe über Monate viele wichtigen Parameter speichern wollten, um ihre Produkte auch bei immer kürzer werdenden Entwicklungszeiten optimieren zu können.
So lautete die Aufgabe neben allen Fahrzeugdaten, die über den CAN-Bus zur Verfügung stehen, auch weitere individuelle Messwerte rund um das Fahrzeug am besten in einer Black Box zu erfassen – d.h., ein Datenlogger sollte in der Lage sein, all diesen Anforderungen gerecht zu werden.
Dies führte zur Entwicklung des QIC-dataLog, der sowohl den Einsatz im erweiterten Temperaturbereich erlaubt, als auch durch die bis zu vier CAN-Knoten die geforderten Datenraten erfüllt. Warum wurde er kein Renner? Das Nadelöhr bestand neben der noch zu geringen Speichertiefe vor allem in einer individuell erstellten Software, die vom Umfang her möglichst klein sein sollte, um viel Speicherplatz für die Daten bereitstellen zu können. D.h. jeder Anwender erhielt eine modifizierte Softwareversion, da die Anforderungen der vielen Hersteller nie ganz die gleichen waren. Was das für die Hotline und den Service bedeutet, kann man sich leicht vorstellen. Bei laufend steigenden Anforderungen an die Software schien das Chaos vorprogrammiert.
Zu Recht sagte hier der Messtechniker: man nehme einfach einen ruggedized Notebook, bestücke ihn mit den notwendigen Schnittstellen und der geeigneten Software und schon kann das Messen losgehen. Das ist auf den ersten Blick richtig – was mache ich aber bei Umgebungstemperaturen von bis zu – 40 °C bzw. + 85 °C ? Kein Notebook ist dafür ausgelegt. Auch als Black Box ist er nicht geeignet, da er geschlossen seinen Job nur mit Modifikation der Firmware erfüllen kann und die Displays nicht für den erweiterten Temperaturbereich geeignet sind. Der größte Nachteil der heute lieferbaren Notebooks ist aber die immer geringere Anzahl von Schnittstellen, die sich umgekehrt proportional zu den Anforderungen der Messtechnik gestaltet.
So kam man ganz schnell zu dem Entschluss als Datenlogger einen Rechner zu entwickeln – den CAR-PC, der mit Standardbetriebssystemen wie z.B. Windows XP arbeitet und somit dem jeweiligen Anwender den Einsatz seiner gewohnten Software erlaubt. Ausgestattet mit bis zu vier CAN-Schnittstellen, 2 internen und 2 externen USB-Schnittstellen, WLAN und Ethernetinterface, einer Spannungsversorgung von 7 – 36 V/DC und einem Wechselspeicher (CF-Karten) mit bis zu 8 GB erfüllt er schon viele Anforderungen unserer Kunden.
Warum jetzt noch eine Weiterentwicklung des CAR-PC´s ?
Auch hierfür gab es triftige Gründe. Wie schon oben erwähnt war die sinkende Zahl der am Notebook vorhandenen Schnittstellen ein ganz entscheidendes Argument für die Weiterentwicklung des CAR-PC´s. Insbesondere der Wunsch nach PCMCIA-Schnittstellen (für die Datenerfassung über Flexray gibt es z.B. keine USB- oder Ethernet-Interfaces) sowie die Forderung nach größerem Speicherplatz für die Messdaten konnten mit dem neuen QIC CAR-PC erfüllt werden.
So bietet der neue etwas höhere CAR-PC zusätzlich zu allen bereits vorhandenen Eigenschaften des „alten“ zwei PCMCIA-Steckplätze und der Speicherplatz kann durch die Integration einer schockfesten Festplatte mit heute bis zu 60 GB erheblich erweitert werden bei nur geringfügig eingeschränktem Temperaturbereich.
Ein Highlight für die Zukunft ist sicher die neue PLAB-Software zur Messdatenerfassung, die auf der SENSOR + TEST erstmalig in einer Alpha-Version präsentiert wurde und ab Herbst käuflich erworben werden kann. Mit dieser Software ist es erstmals möglich, CAN-Daten und zeitsynchrone Messdaten gleichzeitig zu erfassen und bei der Auswertung beliebig miteinander verknüpfen zu können. Darüber hinaus ist es durch die Trennung von Programm und Grafik möglich PLAB auch für „embedded“ Anwendungen einzusetzen.
CAESAR Datensysteme, Oberhaching
QE 555
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