PŘEVODNÍK SNÍMAČE SIL NA USB PRO ZOBRAZENÍ V PC DSCUSB KRÁTKÁ PŘÍRUČKA PRO OBSLUHU A KONFIGURACI Revize červenec spol. s.r.o. Ostrovačice
OBSAH 1 ZÁKLADNÍ INFORMACE... 2 1.1 Parametry převodníku DSCUSB... 2 1.2 Rozměry převodníku DSCUSB... 2 1.3 Zapojení snímače sil... 2 1.4 Softwarové vybavení... 3 1.4.1 Instalace DSCUSB Toolkit... 4 2 KONFIGURACE A MĚŘENÍ... 5 2.1 První spuštění programu... 5 2.2 Menu kalibrace... 5 2.2.1 Kalibrace se závažím... 6 2.2.2 Kalibrace bez závaží... 6 2.2.3 Systémová nula... 7 2.2.4 Rozsah vážení... 7 2.2.5 Jednotky vážení... 8 2.2.6 Kompenzace nelinearity... 8 2.3 Rychlost měření a nastavení filtru... 8 2.4 Načítaní měřených hodnot do souboru... 9 2.5 Vývojový graf... 11 2.6 Základní měření hmotnosti... 11 2.7 Uložení nastavení... 12 2.8 Změna připojeného převodníku DSCUSB...12 3 ZÁVĚREČNÉ INFORMACE... 13 3.1 Výrobce převodníku... 13 3.2 Distributor převodníku... 13 3.3 Poznámky... 14 1
1 ZÁKLADNÍ INFORMACE Jedná se o kompaktní a výkonný převodník snímače sil na digitální signál určený pro přímý převod do USB portu počítače. DSCUSB je v ABS pouzdru s 9 kolíkovým konektorem pro připojení tenzometrického snímače sil. Na druhém konci najdeme USB sdířku pro zapojení do PC. Přes software DSCUSB Toolkit lze provést nastavení, kalibraci systému a ukládání dat ze snímače. Lze také sledovat aktuální naměřenou hodnotu. 1.1 Parametry převodníku DSCUSB Tab.1 Technické parametry převodníku DSCUSB Vodičové zapojení snímače 4 vodičové Budicí napětí můstku 5 VDC Citlivost snímače -3mV/V až +3mV/V Mimimální vstupní impedance 80 Ω (max. 4 snímače 350 Ω paralelně zapojené) Vnitřní rozlišení 16 miliónů dílků Napájecí napětí modulu 5 VDC Proudový odběr modulu (při zapojeném snímači 350 Ω) 68 ma (max. 75 ma) 1.2 Rozměry převodníku DSCUSB Rozměry převodníku jsou zobrazeny na Obr.1. Obr.1 Rozměry převodníku DSCUSB 1.3 Zapojení snímače sil Pro připojení snímače sil se používá devíti pinový konektor SUB-D. Snímače můžou být připojeny buď ve 4 drátovém provedení nebo v 6 drátovém provedení. Kde v Tab.2 jsou uvedené barvy snímače sil pro připojení k převodníku DSCUSB. Na Obr.2 je schématicky naznačeno zapojení snímače sil se 4 vodiči a na Obr.3 zapojení se 6 vodiči. S ohledem na napájení převodníku DSCUSB přes USB konektor PC, nelze připojit snímač na dlouhou vzdálenost jako u klasických vyhodnocovacích jednotek. 2
Tab.2 Připojení snímače sil k převodníku DSCUSB PIN Signál pro 4 vodičové připojení Barvy vodičů 1 Signál pro 6 vodičové připojení Barvy vodičů - SENZE Žlutý 2 - EXCITATION Černý - EXCITATION Černý 3 - SIGNAL Bilý - SIGNAL Bilý 4 + SIGNAL Červený + SIGNAL Červený 5 + EXCITATION Zelený + EXCITATION Zelený + SENZE Modrý SHIELD Stínění 6 7 SHIELD Stínění Obr.2 Schéma zapojení 4-vodičového snímače Obr.3 Schéma zapojení 6-vodičového snímače 1.4 Softwarové vybavení Výrobce převodníku DSCUSB má volně ke stažení na svých stránka http://www.mantracourt.com program DSC Toolkit (v záložce Downloads Software DSCUSB Group DSCUSB Toolkit). Výrobce má také volně ke stažení knihovnu DLL k převodníku DSCUSB a instalátor ovladače, takže je možnost si jednodušeji vytvořit vlastní obslužný program pro převodník DSCUSB. 3
1.4.1 Instalace DSCUSB Toolkit Před připojení převodníku do PC je nejprve potřeba nainstalovat program DSC Toolkit, protože má v sobě již integrovaný instalátor ovladače pro Windows. Program je kompatibilní s Window XP, Vista, 7 a 8. Minimální požadavky na hardware počítače jsou 1 GHz procesor a 512 MB RAM. V průběhu instalace programu DSC Toolkit se musí potvrdit licenční ujednání, vybrat cesta instalace, název složky programu (pro nabídku Windows start) a volba vytvoření zástupce na plochu počítače viz. Obr.4 (červené vyznačené části). Před dokončením instalace odškrtnete volbu pro spuštění programu a restartujte PC. Připojte převodník DSCUSB k PC pomocí USB kabelu. U Windows vista, 7 a 8 se většinou ovladače nainstalují automaticky. Ale při použití Windows XP se s největší pravděpodobností objeví výzva průvodce instalací hardwaru, potom zaškrtnete volbu instalovat automaticky a pokračujete dokud průvodce nedokončí instalaci hardware. Obr.4 Postup instalace programu DSC Toolkit 4
2 KONFIGURACE A MĚŘENÍ V kap. 1.4 bylo uvedeno kde získat software pro užívání převodníku DSCUSB a jeho jednoduchá instalace. Dále v této kapitole se bude už pracovat v nainstalovaném programu DSCUSB Toolkit, kde se budou provádět veškerá nastavení a měření. 2.1 První spuštění programu Při prvním spuštění programu se zobrazí Obr.5, kde se ukazují připojení převodníci DSCUSB. Jednotlivé převodníky definuje jejich sériové číslo a COM port přidělený ve Windows. V případě, že je potřeba vyhledat převodníky DSCUSB musí se stisknout tlačítko DETCT. Po vybrání správného převodníku stačí kliknout na tlačítko CONNECT. Přiřazení COM portu Windows Sériové číslo převodníku DSCUSB Připojení ke zvolenému převodníku Vyhledání zařízení DSCUSB připojených k PC Obr.5 První spuštění programu 2.2 Menu kalibrace Kliknutím na následující tlačítko se zobrazí menu kalibrace, kde je možné provést kalibraci převodníku, nastavení systémové nuly, rozsah a jednotky vážení. Menu kalibrace i s popisem je na Obr.6. Zvolené menu Název zvoleného menu Podmenu kalibrace Obr.6 Menu kalibrace 5 Jednotlivé položky podmenu kalibrace
2.2.1 Kalibrace se závažím Při kalibraci se závažím se provádí dvoubodová kalibrace. Kalibrace se závažím se ukrývá v menu Kalibrace podmenu Kalibrace položka Automatická kalibrace. Důležité je, pokud používáte Windows v českém jazyce, tak při kalibraci zadávat hodnoty s desetinou čárkou. Výrobce je z Anglie, kde místo desetinné čárky používají desetinnou tečku. Proto na Obr.7 v kolonkách pro hodnoty závaží je desetinná tečka. I když chcete v kolonce ponechat nulu, musíte ji nastavit ručně, protože při ponechání desetinné tečky a dokončení kalibrace může dojít k neočekávanému ukončení programu. Potvrzení prvního bodu kalibrace Hodnota závaží prvního bodu Hodnota závaží druhého bodu Potvrzení druhého bodu kalibrace Obr.7 Kalibrace se závažím Typický postup dvoubodové kalibrace: Nejprve s vážicího systému odstraníme závaží. Do první kolonky nastavíme nulu a potvrdíme stiskem tlačítka Acquire. Na vážicí systém umístíme známé závaží, nejlépe o hmotnosti horní hranice váhy, ve které bude provozována. A známé závaží zapíšeme do druhé kolonky a stiskneme tlačítko Calibrate. Automatická kalibrace je hotová. 2.2.2 Kalibrace bez závaží V případě, že nemáme známe závaží a známe přesnou hodnotu v mv/v a k němu odpovídající hmotnost, můžeme použít kalibraci bez závaží. Kalibrace se závažím se ukrývá v menu Kalibrace podmenu Kalibrace položka Table Calibration. Hmotnost odpovídající první hodnotě První hodnota v mv/v Druhá hodnota v mv/v Hmotnost odpovídající druhé hodnotě Obr.8 Kalibrace bez závaží 6
Typický postup kalibrace bez závaží: Nejprve s vážicího systému odstraníme závaží a zjistíme citlivost v mv/v, kterou zapíšeme do první kolonky. K této hodnotě zapíšeme nulovou hmotnost. Do druhé kolonky zapíšeme citlivost snímače v mv/v a doplníme i maximální kapacitu snímače do kolonky pro hmotnost. Stiskem tlačítka Calibrate dokončíme kalibraci bez závaží. 2.2.3 Systémová nula V případě potřeby je možné ručně nastavit systémovou nulu. Nastavení se nachází v menu Kalibrace podmenu Systémová nula. Manuálně systémovou nulu nastavíme stiskem tlačítka Zero (viz. Obr.9). Odstranění manuálně nastavené nuly se provede stiskem tlačítka Remove. Manuální nastavení systémové nuly Odstranění manuálního nastavení systémové nuly Obr.9 Ruční nastavení systémové nuly 2.2.4 Rozsah vážení Nastavení limitů maximálního a minimálního rozsahu vážení (Obr.10). Nastavení rozsahu je v menu Kalibrace podmenu Limity. Při překročení nastavených hodnot se v normálním zobrazení (kap. 2.6) objeví hlášení CALLOVER. Maximální hodnota vážení Minimální hodnota vážení Obr.10 Rozsah vážení 7
2.2.5 Jednotky vážení Zadání jednotek, které se zobrazí v normálním zobrazení (kap. 2.6). Nastavení popisku jednotek je v menu Kalibrace podmenu Jednotky (Obr.11). Zadání jednotek vážení, které se mají zobrazovat Obr.11 Nastavení zobrazovaných jednotek 2.2.6 Kompenzace nelinearity Do menu se dostaneme cestou: menu Rozšířená Kalibrace podmenu Kompenzační kalibrace položka 4. Linearizace. Nejprve zvolíme počet linearizačních bodů viz. Obr.12. Poté na váhu umístíme známé závaží v bodech nejvýznamnější chyby linearity. Nastavíme do příslušné položky hmotnost známého závaží a stiskneme tlačítko Acquire. Tímto způsobem provedeme linearizaci ve zbylých bodech. Nastavení počtu bodů linearizace Potvrzení linearizačního bodu Nastavení hmotnosti linearizačního bodu Obr.12 Kompenzace nelinearity 2.3 Rychlost měření a nastavení filtru Menu umožní nastavit rychlost měření a vlastnosti filtru. Do menu se vstoupí kliknutím na ikonu. Uspořádání menu je na Obr.13. Možnost je zadat 3 parametry: počet vzorků za sekundu, úroveň filtru a krok filtru. Jedná se o dynamický filtr, který je ve své podstatě rekurzivním filtrem a proto se chová jako klasický RC filtr. Úroveň filtru se po provedení kalibrace (kap. 2.2.1 nebo 2.2.2) nastaví automaticky nebo je možnost zadat hodnotu ručně v jednotkách nastavených v kalibraci. Kombinací parametru rychlosti měření a kroku filtru lze nastavit odezvu filtru. Odezva filtru je čas potřebný k dosažení hodnoty vstupní skokové změny, která musí být menší než úroveň filtru. V Tab.3 se pro první řádek vypočítá odezva filtru jako čas potřebný k dosažení 63% hodnoty vstupní skokové změny, jako součin rychlosti měření a kroku filtru. 8
Tab.3 Kombinace parametru dynamického filtru pro získáni požadované odezvy filtru % z celkové hodnoty Odezva filtru 63% Rychlost měření * Krok filtru 99% Rychlost měření * Krok filtru * 5 99,9% Rychlost měření * Krok filtru * 7 V Tab.4 je konkrétní příklad k výpočtu odezvy filtru na jednotkový skok nepřekračující konfigurovanou úroveň filtru. Rychlost měření je nastavena na hodnotu 100 Hz. Převrácená hodnota rychlosti měření je 0,01 s. Krok filtru je nastaven na hodnotu 10. Tab.4 Konkrétní příklad k Tab.3 % z celkové hodnoty Odezva filtru 63% 0,01 * 10 = 0,1 s 99% 0,01 * 10 * 5 = 0,5 s 99,9% 0,01 * 10 * 7 = 0,7 s Rychlost měření (vzorky / sekundu) Úroveň filtru Krok filtru Obr.13 Menu nastavení rychlosti měření a parametry filtru 2.4 Načítaní měřených hodnot do souboru Do menu pro načítaní měřených hodnot je vstup pomocí kliknutí na ikonu. Zde je možnost nastavit interval, po kterém se budou načítat vzorky hmotnosti do souboru. Další možností nastavení je cesta na PC, kam se soubor uloží a také jeho název. Načítání vzorků se spustí stiskem tlačítka START. Naopak načítání se zastaví stiskem tlačítka STOP, které se zobrazí při načítání místo tlačítka START. Do souboru se uloží datum a čas jednotlivých měření, čas uplynulý od začátku měření, který roste po nastaveném intervalu a naměřená hmotnost. Soubor je možné prohlédnout v programu, který je v PC asociován k souboru s koncovkou csv, stiskem tlačítka VIEW. V Tab.5 je příklad krátkého souboru měření. 9
Tab.5 Ukázka souboru csv z krátkého úseku vážení Datum a čas Interval Hmotnost 12:43:45 0 1,997386 12:43:46 300 1,997379 12:43:46 600 1,997387 12:43:47 901 1,997411 12:43:47 1500 1,997385 12:43:47 1800 1,997390 12:43:48 2100 1,997365 12:43:48 2400 1,997376 12:43:48 2700 1,997591 12:43:49 3001 1,998381 12:43:49 3600 1,272382 Nastavení hodnoty intervalu v ms Cesta pro uložení souboru Název souboru Tlačítko Start / Stop Zobrazení souboru s naměřenými hodnotami Obr.14 Menu načítání měřených hodnot do souboru Na Obr.15 je zobrazeno chybové hlášení, které se zobrazí, když je nastavená menší rychlost měření (kap. 2.3) než interval načítání měřených hodnot, resp. jeho převrácená hodnota. Příklad na Obr.15 má nastavenou rychlost měření 10 Hz a interval načítaní je 100ms, resp. 1 Hz. Chybové hlášení Obr.15 Chybové hlášení v menu načítání měřených hodnot do souboru 10
2.5 Vývojový graf Kliknutím na ikonu se vstoupí do zobrazení vývojového diagramu. Zde se nenastavují žádné parametry, ale menu slouží k zobrazení naměřených hodnot v závislosti na sledovaném časovém období. Tlačítkem pauza můžeme zastavit načítání nových hodnot do vývojového grafu a poté opětovným stisknutím spustit. Uchopením bílé plošky na Obr.16 ve sledovaném časovém období lze měnit rozlišení osy X. Po kliknutí pravého tlačítka myši na vývojový graf se zobrazí tři volby: Copy Chart Image zkopíruje obrázek do schránky Windows Copy Chart Data zkopíruje naměřené hodnoty, které je pak možné vložit např. do tabulky. Clear Chart vymaže aktuální vývojový graf Nastavená rychlost měření Tlačítko pauza Sledované časové období Obr.16 Menu vývojový diagram 2.6 Základní měření hmotnosti Kliknutím na ikonu se vstoupí do zobrazení základního měření hmotnosti. V této části je možné nastavit desetinnou čárku kliknutím na tlačítko FORMÁT nebo zatárovat/odtárovat tlačítkem NET. Nastavení desetinné čárky Zatárování / Odtárování Obr.17 Základní měření hmotnosti 11
V menu základního měření hmotnosti se zobrazují i chybové hlášení. Níže na Obr.18 je zobrazena chyba při špatně zapojeném nebo nepřipojeném snímači sil. Obr.18 Chybové hlášení při chybně připojeném nebo nezapojeném snímači sil 2.7 Uložení nastavení Kliknutím na ikonu se zobrazí menu pro uložení nebo obnovení konfigurace (Obr.19). Tato možnost se nejvíce využije při servisních prohlídkách, kdy máme více vážicích systémů a uloženou jejich poslední konfiguraci, kterou stačí jen načíst a pak je možnost sledovat změny. Tlačítkem SAVE se uloží aktuální nastavení, kde se nastaví místo uložení a název souboru. Soubor má příponu dcf. Obnovení uloženého nastavení se provede stiskem tlačítka RESTORE a vybráním správného souboru. Uložení aktuálního nastavení Načtení uloženého nastavení Obr. 19 Menu pro uložení / obnovené nastavení 2.8 Změna připojeného převodníku DSCUSB Je-li k PC připojených více převodníků než jeden, je možnost mezi nimi přepínat. Stiskem tlačítka se zobrazí menu, které je na Obr.5. Stačí jen vybrat jiný převodník DSCUSB podle sériového čísla nebo přiděleného COM portu a stisknout tlačítko CONNECT. 12
3 ZÁVĚREČNÉ INFORMACE Příručka pro obsluhu a konfiguraci převodníku DSCUSB vznikla za pomocí požadavků našich klientů a poznámek technického týmu s r.o. V případě chyb nebo nejasností v této příručce nás neváhejte kontaktovat na emailové adrese: servis@utilcell.com. 3.1 Výrobce převodníku Mantracourt Electronics Limited The Drive, Farringdon, Exeter Devon, EX5 2JB, Great Britain 3.2 Distributor převodníku, s.r.o. nám. V. Mrštíka 40 664 81 Ostrovačice Tel. +420 546427053, 546427059 Fax +420 546427212 E-mail: info@utilcell.com servis@utilcell.com Webová stránka: www.utilcell.com 13
3.3 Poznámky 14
15