Dewesoft Veri Toplama Teknolojisi

Bu makalede, Dewesoft‘un icat ettiği ve geliştirdiği en önemli veri toplama teknolojileri hakkında bilgi edinecek ve bunları yeterince ayrıntılı bir şekilde açıklayacağız:

• Başlıca Dewesoft DAQ teknolojilerinin neler olduğunu görün
• Çalışma prensiplerini ve nasıl ortaya çıktıklarını öğrenin
• DAQ sürecini ve ölçümlerini nasıl geliştirdiklerini anlayın

DualCoreADC® teknolojisi

Mühendisleri yıllardır uğraştıran büyük bir zorluk, giriş kanalları için optimum kazancı ayarlamaktır. Genellikle 5 voltun altında olan bir sinyalimiz varsa, ancak zaman zaman voltaj dramatik bir şekilde 100V’a kadar çıkabiliyorsa ne olur?

ADC’nin (analog-dijital dönüştürücü) çözünürlüğünü 0-5V veriyi karşılayacak şekilde ayarlarsak, sinyal bunu aştığında sistem aşırı yüklenecektir. Ancak kazancı 100V’a ayarlarsak, sinyal 5V içindeyken genlik ekseni çözünürlüğü zayıf olacaktır.

Bir çözüm, farklı kazançlara ayarlanmış iki kanal kullanmak ve 0-5V verileri için bunlardan birine, daha yüksek genlikli veriler için diğerine başvurmak olabilir. Ancak bu çok verimsizdir. Aynı işi yapmak için iki kat daha fazla DAQ sistemine ihtiyaç duyacağımızdan, her giriş sinyali için iki kanal kullanmamız mümkün değildir. Ayrıca, her testten sonra veri analizini çok daha karmaşık ve zaman alıcı hale getirecektir.

Dewesoft DualCoreADC®’yi icat edene kadar bu kazanç sorununa iyi bir çözüm bulunamamıştı.

Dewesoft’un DualCoreADC® teknolojisi, kanal başına iki ayrı 24 bit ADC kullanarak bu sorunu çözmüştür. Bunlar arasında gerçek zamanlı olarak otomatik geçiş yapabilir ve tek, kesintisiz bir kanal oluşturabilir. Bu iki ADC her zaman giriş sinyalinin yüksek ve düşük kazancını ölçer. Bu da sensörün mümkün olan tüm ölçüm aralığına ulaşmasını sağlar ve sinyalin kırpılmasını önler.

Ve bu sadece dinamik sinyaller için geçerli değildir. Çoğu termokupl gibi çok yavaş sinyallerde bile, mümkün olan en yüksek genlik ekseni çözünürlüğüne sahip olmak kritik olabilir.

1500°’lik bir aralıkta ölçüm yapabilen bir termokupl düşünün. ADC’de ne kadar fazla genlik eksenine sahip olursanız, sıcaklık sinyalinin çözünürlüğü de o kadar fazla olacaktır. Her bitin dikey eksen çözünürlüğünü etkili bir şekilde iki katına çıkardığını unutmayın. Dewesoft’un DualCoreADC teknolojisi, belirli bir zamanda sinyal ne kadar büyük veya küçük olursa olsun, mümkün olan en yüksek dinamik aralıkla ölçüm yapma biliminde ileriye doğru atılmış önemli bir adımdır.

DualCoreADC® teknolojisi ile SIRIUS veri toplama sistemleri 130 dB’den fazla sinyal-gürültü oranı ve 160 dB’den fazla dinamik aralık elde eder. Bu, 20 kat daha az gürültü ile tipik 24 bit sistemlerden 20 kat daha iyidir. Dewesoft’un DualCoreADC tabanlı SIRIUS DAQ sistemleri, kanal başına 200 kS/s’ye kadar örnekleme hızları sunar.

Peki ya yüksek dinamik aralık ve kenar yumuşatma özelliklerine sahip kanallar sağlayan, ancak diğer kanallarda çok daha yüksek örnekleme hızlarına sahip bir sisteme ihtiyacınız varsa? O zaman HybridADC teknolojisi sizin için harika olacaktır.

HybridADC teknolojisi

Mühendisler yıllardır delta-sigma ve SAR ADC’ler (ardışık yaklaşım) arasında zor bir seçimle karşı karşıya kalmıştır.

Delta-sigma ADC’ler inanılmaz bir dinamik aralık, 24 bit çözünürlük ve yerleşik kenar yumuşatma özellikleri sunarken, SAR ADC’ler daha yüksek bant genişliği ve kare dalgalar gibi impuls sinyallerinin mükemmel bir şekilde yeniden üretilmesini sağlar.

Hem yüksek hızlı örnekleme hem de kenar yumuşatma filtreleri ile yüksek çözünürlük kombinasyonuna ihtiyaç duyan uygulamalar, bu yeteneklerden birini feda etmek zorunda kalıyordu. Ya da bu farklı gereksinimleri karşılamak için tamamen ayrı iki DAQ sistemi satın almak.

Dewesoft, SIRIUS XHS ürün serisi için özel olarak geliştirilen HybridADC teknolojisi ile bu sorunu kesin olarak çözmüştür. Bu teknoloji kullanıcının iki çalışma modu arasında seçim yapmasına olanak tanır:

• Yüksek bant genişliği modu (Filtre Kapalı): 5 MHz bant genişliği ve 15 Ms/s örnekleme hızı ile SIRIUS XHS, herhangi bir çınlama veya aşma olmadan impuls, adım ve kare sinyalleri mükemmel bir şekilde alabilir. Bu mod, geçici kayıt ve güç analizi için mükemmeldir. Bu davranış, daha yüksek örnekleme hızı ve bant genişliği dışında tipik SAR ADC’lere benzer.
• Takma ad içermeyen, yüksek dinamik mod: 1,875 MHz’e kadar örnekleme ve 1 Ms/s’ye kadar bant genişliği ve 150 dB dinamik aralık. Veriler alias içermez, bu nedenle tüm yüksek frekanslar tamamen reddedilir. Nyquist kriterlerine yakın bir bant genişliğine sahip bu alias-free filtre, ses ve titreşim gibi sinyallerin frekans alanı analizi için kullanılır. Kare dalgalarda ve diğer dürtü sinyallerinde bir miktar çınlama/aşma vardır. Bu davranış, çok daha yüksek örnekleme hızı ve bant genişliği dışında klasik Sigma-Delta ADC’lere benzer.

Bilinmesi gereken bir diğer önemli nokta da her kanalın ayrı ayrı bu modlardan herhangi birine ve farklı bir örnekleme hızına ayarlanabilmesidir. Bu nedenle, mühendisler bir enstrüman veya diğeri arasında seçim yapmak zorunda kalmazlar, ancak en önemli uygulamalarının tümü için tek bir Dewesoft enstrümanı kullanabilirler.

Mühendisler bazı kanalları yüksek bant genişliğine sahip, bazılarını ise alias içermeyecek şekilde seçse ve hatta farklı örnekleme hızları seçse de, filtreleme tüm sinyallerin sıfır faz kayması ile mükemmel şekilde zaman hizalı olacağı şekilde tasarlanır.

Dewesoft Hybrid ADC teknolojisi, veri toplama dünyasında ileriye doğru atılmış büyük bir adımdır. Halkasız yüksek hızlı örneklemeyi yüksek dinamik aralık ve anti-aliased performans ile birleştirerek tüm önemli DAQ uygulamalarını tek bir cihazla kapsar.

SIRIUS® XHS teknolojisi

SIRIUS® XHS yüksek hızlı veri toplama sistemleri, Dewesoft’un HybridADC sinyal koşullandırma teknolojisini (yukarıda açıklanmıştır) ek gelişmiş yeteneklerle birleştirir. Cihaz, 2010’dan beri mevcut olan ünlü SIRIUS DAQ’larla aynı görünmektedir, ancak sistem tamamen yeniden tasarlanmış bir kalp ve beyinden oluşmaktadır.

SIRIUS XHS cihazları, DAQ performansında ve çok yönlülüğünde en üst seviyeyi sağlar:

• Devrim niteliğindeki Hibrit ADC teknolojisi, 5 MHz bant genişliği ile kanal başına 15 MS/s hızında dijitale dönüştürülen analog sinyaller sunar. Ayrıca hem halkasız yüksek bant genişliği, 16 bit örnekleme hem de kanal başına 1 MHz bant genişliğine kadar 24 bit alias-free sigma-delta tipi örnekleme yapabilme özelliğine sahiptir.
• Hibrit ADC’nin daha yüksek bant genişliklerini destekleyen yeniden tasarlanmış amplifikatörler.
• Linux işletim sistemi üzerinde çalışan bir ARM işlemciye sahip güçlü bir FPGA.
• Kanaldan kanala ve kanaldan toprağa izolasyon için daha da iyi galvanik izolasyon teknolojisine sahip yeni bir anakart.
• Diske yüksek hızlı veri akışını desteklemek için yükseltilmiş veri aktarım arayüzleri (USB 3.0 ve GLAN). Mühendisler sekiz kanalın tamamını kanal başına 15 MS/s’ye ayarlayabilir ve bunları USB 3.0 üzerinden sürekli olarak diske aktarabilir.
• PTP v2 senkronizasyonlu USB 3.0, GLAN, XCP, CAN ve OPC UA gibi modern veri arayüzleri açık ve esnek bağlantı sağlar.

SIRIUS XHS aynı zamanda geriye dönük uyumludur ve standart SIRIUS, KRYPTON, IOLITE, DEWE-43 gibi diğer tüm Dewesoft DAQ sistemleri ile de senkronize edilebilir.

PTP zaman senkronizasyonu

Yeni nesil DAQ sistemlerinde (SIRIUS XHS, OBDISIDAN) mevcut olan PTP v2, Hassas Zaman Protokolünün (PTP) en son sürümüdür. Bir bilgisayar ağındaki tüm saatleri senkronize etmek için bir saat yöneticisi kullanılır.

PTP v2, ağ genelinde ~1 µs saat doğruluğu sağlar. PTP v2, 2002 yılında piyasaya sürülen orijinal PTP v1’den ileriye doğru atılmış büyük bir adımdır. PTP v2, veri toplama uygulamalarının gerektirdiği türden bir zaman doğruluğu ve kararlılığa sahiptir.

Tüm PTP v2 ağı herhangi bir harici zaman kaynağına (IRIG, GPS PPS, NTP vb.) referans verilebilir, böylece ağdaki tüm cihazlar bu saate referanslanır.

Birden fazla DAQ cihazınız olduğunda, PTP olarak harici bir saat sağlayıcı veya PTP saat kaynağı olarak bir Dewesoft DAQ cihazı (saat bağımlısı) kullanabilirsiniz.

SuperCounter® teknolojisi

Bugün piyasadaki neredeyse her DAQ sistemi, analog girişlere ek olarak bir veya daha fazla dijital giriş sunmaktadır. Gelen darbeleri sayabilen dijital girişler genellikle takometrelerin, yakınlık sensörlerinin ve diğer darbe çıkışlı sinyal kaynaklarının çıkışlarını kaydetmek için gereklidir.

Dewesoft SuperCounter® girişleri çok çeşitli enkoderler, dişli diş sensörleri, yakınlık sensörleri vb. ile uyumludur. SuperCounter dijital girişleri tüm Dewesoft DAQ sistemlerinde mevcuttur.

Sistemler bir veya daha fazla SuperCounter girişi ile yapılandırılabilir. Bunlar genellikle sağlam, kilitli bir LEMO konektör üzerinde sağlanır, ancak bazı modellerde başka konektör olasılıkları da vardır.

Artımlı enkoderlerin A, B ve Z çıkışlarını desteklemek için üç giriş sağlanmıştır. Ayrık girişleri (TTL ON/OFF sinyalleri) ölçmek istiyorsanız, bu üç girişi bir sayaç yerine bağımsız ayrık girişler olarak kullanabilirsiniz. 12V ve +5V sensör besleme gerilimleri, bir dijital çıkış ve bir toprak bağlantısı mevcuttur.

Ancak SuperCounter’ları bu kadar özel yapan şey, sayaç verilerini analog ve diğer verilerle hassas bir şekilde hizalamasıdır.

Günümüzde çoğu DAQ sisteminde bulunan standart sayaçlar yalnızca tam sayı çözünürlüklü çıkışlar sağlar (örn. 1, 1, 2, 2). Sonuç olarak, çıkışları her zaman analog sensör verilerinin bir örnek gerisindedir. Bu durum, bir örneklik faz kaymasının bile ölçüm sonuçlarını değiştirebileceği dönme veya burulma titreşimi gibi uygulamalarda gerçek bir sorun olabilir.

SuperCounter, kayan noktalı değerleri (örneğin 1.37, 1.87, 2.37) çıkararak ve bunları verilerinizin geri kalanıyla tam zamanında hizalayarak bu sorunu tamamen çözer. Bir SuperCounter, bir arada iki sayaçtır. Giriş her iki sayıcıya paralel olarak beslenir ve alt sayaç sinyalin yükselen kenarının tam zamanını ölçer. Sonuç olarak, analog değerlere göre sayıcının gerçek değeri hesaplanır ve mükemmel bir şekilde hizalanır.

Aşağıdaki video SuperCounter ölçümlerinin analog kanallarla nasıl tamamen senkronize edildiğini göstermektedir. Bu video, normal sayma modu ile SuperCounting modu arasında gerçek dünya karşılaştırmasını içerir.

CAN veri yolu ve video verileri gibi diğer veri kaynakları da tüm Dewesoft sistemlerindeki analog verilerle senkronize edilir.

Bu tekniğin arkasındaki diğer “sır” ise Dewesoft’un SuperCounter girişlerinin analog örnekleme hızından bağımsız ve çok daha yüksek olan 102,4 MHz’lik bir zaman tabanında çalışmasıdır.

Bu teknolojik atılımın sonucu olarak, analog veriler ve sayaç/dijital veriler çok farklı hızlarda örneklenmiş olsalar bile hassas bir şekilde senkronize edilirler. SuperCounters’ın diğer önemli özellikleri şunlardır:

• Galvanik izolasyon: Gürültü ve çapraz konuşmanın yanlışlıkla veri noktaları olarak sayılmasını önler.
• Kullanıcı tarafından seçilebilir filtreleme: Tüm ölçümlerin bütünlüğünü korumak için 100ns ila 5us.
• Çoklu çalışma modları: olay sayma, sensör modları ve dalga formu zamanlama modları dahil.
• Ayrık Giriş modu: Her sayaç bunun yerine üç ayrı izole ayrık dijital giriş olarak kullanılabilir.
• Sensör desteği: artımlı enkoderler, dişli-diş sensörleri, bant sensörleri, RPM tako sensörleri, CDM sensörleri ve daha fazlası dahil.

SuperCounter donanımı, tüm parametrelerin kolay kurulumu için DewesoftX DAQ yazılımı içinde tamamen desteklenir. DewesoftX, mühendislerin sensörlerini (enkoderler, takolar, dişli diş sensörleri ve daha fazlası dahil) oluşturmalarına, düzenlemelerine ve yeniden kullanmalarına olanak tanıyan bir sensör veritabanı içerir. Bu, bir kurulum oluşturmayı hızlı ve kolay hale getirir. Mühendisler birkaç tıklama ile herhangi bir sensörü bu veritabanına ekleyebilir ve daha sonra bir test için kullanmak istediklerinde ismiyle seçebilirler.

Galvanik izolasyon teknolojileri

Test ve ölçüm dünyasında, toprak döngülerinden ve ortak mod voltaj aşırı yüklerinden kaçınmak veya bunları ortadan kaldırmak, doğru ölçümler yapmak için kritik öneme sahiptir. Bu sorunların ana nedenlerine bir göz atalım ve elektriksel izolasyon kullanarak bunları nasıl önleyebileceğimizi veya ortadan kaldırabileceğimizi öğrenelim.

Ortak mod gerilimleri, genellikle bir sensörü ölçüm sistemine bağlayan kablodan ölçüm zincirine giren istenmeyen sinyallerdir. Bazen “gürültü” olarak da adlandırılan bu gerilimler ölçmeye çalıştığımız gerçek sinyali bozar. Genliklerine bağlı olarak, “küçük bir rahatsızlık” olmaktan gerçek sinyali tamamen gizlemeye ve ölçümü yok etmeye kadar değişebilirler.

Ortak mod sinyallerini ortadan kaldırmak için en temel yaklaşım bir diferansiyel amplifikatör kullanmaktır. Bu amplifikatörün iki girişi vardır: bir pozitif ve bir negatif. Amplifikatör sadece iki giriş arasındaki farkı ölçer. Sensör kablomuz boyunca ilerleyen elektriksel gürültü her iki hatta da mevcut olmalıdır – sinyal pozitif hattı ve toprak (veya sinyal-negatif) hattı.

Her iki hat için ortak olan sinyaller diferansiyel amplifikatör tarafından reddedilecek ve sadece sinyal geçirilecektir.

Bu bir noktaya kadar iyi çalışır, ancak amplifikatörün ne kadar ortak mod voltajını (CMV) reddedebileceğinin sınırları vardır. Sinyal hatlarında bulunan CMV, diferansiyel amplifikatörün maksimum CMV giriş aralığını aştığında, “kırpılacaktır”. Sonuç bozuk, kullanılamaz bir çıkış sinyalidir.

Bu da bizi en iyi çözüme götürür: izolasyon. İzole edilmiş amplifikatörlerin girişleri ortak mod geriliminin üzerinde “yüzer”. Bunlar 1000 volt veya daha fazla arıza gerilimine sahip bir izolasyon bariyeri ile tasarlanmıştır. Bu, çok yüksek CMV gürültüsünü reddetmelerini ve toprak döngülerini ortadan kaldırmalarını sağlar.

İzole amplifikatörler bu izolasyon bariyerini, girişi çıkıştan ayırmak (“yüzdürmek”) için küçük transformatörler kullanarak veya küçük optokuplörlerle veya kapasitif kuplajla oluşturur. Son iki yöntem tipik olarak en iyi bant genişliği performansını sağlar.

Dewesoft’un SIRIUS DualCore ve HS sinyal koşullandırıcılarına bakarsanız, girişlerinin 1000V’luk bir izolasyon voltajı sağladığını göreceksiniz.

Gerçek veri toplama dünyasında, genellikle sinyal girişlerinden daha fazlası vardır – sinyal koşullandırıcılar genellikle sensörlere güç sağlamak için uyarma voltajı veya akımı sağlar. Strain gage‘ler, RTD’ler, LVDT’ler ve IEPE ivmeölçerler güç gerektiren sensörlere iyi birer örnektir.

Bazen DAQ cihaz üreticileri tarafından göz ardı edilen bu uyarma hatlarının izole edilmesi önemlidir. Dewesoft’un ürün serisinde izolasyon ve/veya diferansiyel girişler ve doğrudan toprağa kısa devre özelliğine sahip aşırı voltaj koruması sağlamasının nedeni budur. Bu, cihazları ve insan operatörleri toprak döngülerinden koruyan bir güvenlik özelliğidir.

Eşzamanlı çoklu alan ölçümleri

Çoğu DAQ sistemi yalnızca tek bir alanda kayıt yaparken, Dewesoft veri toplama sistemleri zaman alanında, açı alanında ve frekans alanında aynı anda kayıt yapar. Ve alanlar arasında kaya gibi sağlam bir senkronizasyon sağlarlar.

DewesoftX yazılımı desteklenen I/O arayüzleri açısından benzersizdir. Başka hiçbir veri toplama yazılımı, aynı veri dosyasında tam olarak senkronize edilebilen, depolanabilen ve görselleştirilebilen bir dizi desteklenen arayüzle eşleşemez.

Desteklenen arayüzler şunlardır:

Tüm bu farklı veri türleri bir Dewesoft veri toplama sistemine sayısız kombinasyonda girilebilir. Hepsi aynı anda ve hepsi farklı oranlarda ve hatta bazen değişen oranlarda gelmelerine rağmen birbirleriyle %100 senkronize edilebilir.

Yukarıdaki örnekte, elektrikli bir arabanın içinde kayıt yaptığımızı görüyorsunuz. Aynı anda motordan ve mikrofonlardan gelen zaman alanı voltajlarını ölçüyor, faz ve enerji hesaplamalarını sayısal olarak ve bir vektörkopta gerçekleştiriyor ve gösteriyoruz.

Ayrıca bir gösterge paneli kamerasından gerçek zamanlı video kaydediyor ve GPS hız ve konum verilerini toplayıp görüntülüyoruz. Genellikle bu işlemin gerçekleştirilmesi için en az üç farklı cihaz gerekirdi, ancak Dewesoft bunu tek bir DAQ sistemi içinde mümkün kıldı.

DewesoftX veri toplama yazılımı

DewesoftX yazılımı 2000 yılında tanıtıldığında, veri toplama yazılımlarının durumu çok farklıydı. Mühendisler sadece iki temel yazılım türü arasında seçim yapabiliyordu:

• Sadece üreticinin donanımını kontrol eden tescilli, değiştirilemez yazılım.
• Çok özel görevleri yerine getirmek için kendileri veya bir yüklenici tarafından yazılan tamamen özel yazılımlar.

1990’lardaki veri kaydediciler ve DAQ sistemleri genel amaçlı aletlerdi. Sadece birkaç çeşit analog giriş ve belki de bazı ayrık dijital giriş hatları sunuyorlardı. Yazılımın, sinyal koşullandırma devresinin kurulumuna izin vermenin, analog dalga biçimlerini dijitale dönüştürmenin ve ardından veri toplamanın ötesinde yapacak fazla bir işi yoktu. Yaptığı diğer iş ise verileri dahili bir depolama ortamına, normalde dönen bir sabit diske kaydetmek ve verileri bir tür ekranda görüntülemekti.

DAQ yazılımı doğası gereği çok basitti ve genellikle modal analiz, ses basıncı testi, otomotiv fren testi veya standartlara göre güç testi gibi özel işlevleri yerine getiremiyordu. Bu tescilli paketler ayrıca esnek rapor oluşturma veya analiz sonrası yeteneklerden yoksundu.

Bu sınırlamalar, pek çok mühendisin NI’nın LabVIEW® gibi geliştirme platformlarına yönelmesine neden olmuştur. Labview, veri toplama ve kontrol için bir programlama ortamıdır. Son olarak, mühendisler çok çeşitli çevrimiçi ve çevrimdışı özel işlevleri gerçekleştirmek için istediklerini oluşturabilirler.

Dezavantajı ise bu özel sistemleri kendilerinin programlaması (ya da bir LabVIEW programcısı tutmaları) ve titizlikle test etmeleriydi. Bir de hiç bitmeyen bir bakım süreci vardı. Birçok mühendis, bu özel çözümlerin çalışmasını sağlamak için pratikte kendilerinin programcı olmaları gerektiğini fark etti. Ya da sistemi oluşturmak ve ardından çalışır durumda tutmak için bir veya daha fazla tam zamanlı LabVIEW uzmanı işe aldılar.

1990’ların sonunda, anahtar teslim bir çözümün avantajlarını özel bir çözümün esnekliği, ölçeklenebilirliği ve saf gücü ile birleştiren bir DAQ yazılım platformuna açık bir ihtiyaç vardı. Ancak bu, test mühendislerine büyük bir programlama yükü getirmeyecek veya bakım için onlara herhangi bir maliyet çıkarmayacak şekilde olmalıydı.

DAQ sistemini analog sinyallerin ötesine genişletme

Gerilim gibi fiziksel bir olguyu kaydetmek çoğu DAQ sisteminin merkezinde yer alıyordu. Ancak test mühendisleri tarafından giderek daha fazla talep edilen ek arayüzler vardı.

Örneğin otomotiv mühendislerinin CAN veri yolundan veri kaydetmeleri gerekiyordu. Havacılık ve otomotiv mühendislerinin GPS uydularından konum verilerini yakalamaları ve bunu zaman senkronizasyonu için de kullanmaları gerekiyordu. Ve bir video kamera bağlayıp testin nasıl göründüğünü yakalamak güzel olmaz mıydı?

Ancak DAQ sistemlerinin böyle bir yeteneği yoktu. O zamanlar tek yol, yüzlerce veya binlerce saatlik programlama ve ardından sonsuz bakım gerektiren özel bir çözüm üretmekti.

DewesoftX veri toplama yazılımının ilk ticari sürümü, çok sınırlı anahtar teslim yazılım ile LabVIEW gibi açık uçlu geliştirme sistemleri arasındaki boşluğu doldurmayı amaçlıyordu. LabVIEW’in kendisinden bu yana DAQ yazılımındaki en büyük tek atılımdı ve bugüne kadar da öyle kaldı.

Dewesoft, kullanıcıların yerleşik grafik widget’ları ve serbestçe tanımlanabilen ekranları kullanarak kendi ekranlarını özgürce oluşturmalarına izin verdi. İlk günlerde, DirectX kameralar, mikrofonlar, GPS sensörleri ve daha fazlasının yanı sıra çeşitli üçüncü taraf CAN veri yolu arayüzlerini destekledi. Dewesoft veri toplama dünyasında devrim yarattı.

Dewesoft’un gerekli yeniliklerinden biri de farklı kaynaklardan ve farklı hızlarda gelen tüm verilerin senkronizasyonuydu. Yazılım mühendisleri bu zorluğu çözmek için çok çalıştılar.

Örneğin, CAN veri yolu mesajları birbirlerinden asenkron olarak gelir; web kameraları sabit bir saate göre değil, yapabildikleri zaman çerçeve çıkarır. Ve DAQ sistemlerinin standart dijital girişlerinin analog örnekleme hızından çok daha yüksek örneklenmesi gerekir. Ancak diğer üreticiler analog hızı ana saat olarak kullanıyor, böylece dijital değerleri bu düşük hıza uymaya zorlayarak değerli zaman ekseni çözünürlüğünü kaybediyorlardı.

Dewesoft mühendisleri, verilerin ne kadar hızlı veya yavaş geldiğine bakmaksızın, tüm verileri 100 MHz’den daha yüksek hızda çalışan bir ana donanım saatine göre zaman damgalama yöntemi geliştirdi. Böylece tüm veriler birbiriyle tam olarak senkronize edildi. Bir web kamerası kareleri tutarsız bir hızda çıktılıyorsa, bu önemli değildi: her kare gerçekte ne zaman geldiğine göre zaman damgası alıyor ve tüm verilerle senkronize kalıyordu.

Buna ek olarak, bu “ana saat” serbest çalışabilir veya PPS (saniye başına darbe) ve GPS uydularından gelen saat/tarih gibi hassas bir harici zaman kaynağına veya IRIG zamanına bağlı olabilir.

Bugün, DewesoftX yazılımı (artık DewesoftX 2020 sürümünde) daha da güçlüdür. Otomotiv, havacılık ve endüstriyel dünyalarda görünüşte sonsuz bir arayüz listesini desteklemektedir. Ayrıca, çok özel test protokolleri için yerleşik geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir:

Harici zaman senkronizasyonu açısından, en son yineleme SIRIUS XHS sistemleri için mevcut olan PTP senkronizasyonudur. PTP senkronizasyonu son derece hassas ve doğrudur.

DewesoftX 2020 DAQ yazılımı, dahili veya harici bir ana bilgisayara hızlı veri akışını destekler. En yeni DAQ donanımı, USB 3.0 üzerinden ana bilgisayara sürekli olarak kanal başına 15 MS/s’de 8 kanal akışı yapabilen SIRIUS XHS’dir.

Dewesoft ayrıca çok çeşitli endüstriyel, otomotiv ve havacılık uygulamalarında EtherCAT master’lara daha düşük hızda gerçek zamanlı veri akışı sağlayabilir. Bu, yüksek hızlı DAQ ve tamamen deterministik kontrol sistemlerinin iki dünyasını bir araya getirir. Mühendisler, her iki tür sistemin en iyisine bir arada sahip olabilir, maliyeti düşürür ve veri doğruluğunu artırır.

Dewesoft ilk yıllarda matematik fonksiyonlarını tanıttı ve bunların sayısı ve gücü zaman içinde arttı. Çok çeşitli yerleşik matematik fonksiyonlarının yanı sıra, mühendislerin herhangi bir programlama yapmadan binlerce fonksiyon oluşturmasına olanak tanıyan serbestçe yapılandırılabilir bir matematik kanalı motoru vardır.

Buna ek olarak, matematik hem gerçek zamanlı (alım sırasında) hem de çevrimdışı olarak çalıştırılabilir. Mühendisler verileri yakalayabilir ve daha sonra yeniden yükleyebilir ve filtreleme de dahil olmak üzere ilgilendikleri matematik işlevlerini uygulayabilirler. Gerçek zamanlı olarak çalışan matematik fonksiyonları kayıttan sonra düzenlenebilir ve yeniden işlenebilir.

Sağlam API arayüzü ayrıca özel eklenti geliştirilmesine ve ardından yazılıma tamamen entegre edilmesine olanak tanır.

DewesoftX, Delphi ve C++ gibi programlama dilleri kullanılarak oluşturulmuştur. Ancak kullanıcıların zengin fonksiyon paketini kullanmak için herhangi bir programlama yapmasına gerek yoktur. Birçok işlevi otomatikleştirmelerini sağlayan yerleşik bir sıralayıcı ve kullanıcı tarafından tanımlanabilen matematik işlevleri de vardır. Her şey en üst düzeyde yapılır, verimliliği artırır ve meşgul mühendislerin önemli işlerine odaklanmalarını sağlar.

Özetle, DewesoftX 2000 yılında devrim niteliğinde bir fikirden bugün dünyanın en güçlü ve esnek DAQ yazılımına dönüşmüştür.

Anında inceleme ile devasa veri kümeleri

DewesoftX veri toplama yazılımı, 500 MB/sn’den daha yüksek hızda veri yazabilen yüksek performanslı bir kayıt motorudur. Uzun süreler boyunca hızlı örnekleme yapmak büyük veri dosyaları oluşturacaktır. Bilgisayarın sınırlı RAM’i nedeniyle bunları inceleme ve analiz için geleneksel şekilde yüklemek mümkün değildir. Dewesoft, çok gigabaytlı veri dosyalarının bile birkaç saniye içinde açılmasını sağlayan patentli dosya depolama ve geri alma sistemini icat etmiştir.

DewesoftX yazılımının senkron ve asenkron analog ve dijital verileri, vektör verilerini ve matris kanal verilerini tek bir veri dosyasında kaydedebildiğini belirtmek önemlidir.

Bu yenilikçi dosya yapısı, Dewesoft sistemlerinin kanal kurulumunu, ekran kurulumunu, tüm olayları, hızlı analog verileri ve farklı kaynaklardan gelen yavaş asenkron verileri tek bir dosyaya yazmasına ve bu dosyayı birkaç saniye içinde yeniden yüklemesine olanak tanır.

Örnek olarak, DewesoftX’te 1 GB’lık bir veri dosyası kaydedelim:

Bir dosya kaydedildikten hemen sonra, mühendisler analiz moduna geçebilir ve dosyayı açabilir. Bu özel dosya saniyenin 1/10’undan daha kısa bir sürede açıldı:

Dosyalar boyutlarına bakılmaksızın birkaç saniye içinde açılır. Bu mümkündür çünkü her basit veri noktası RAM’e yüklenmez. Tüm dosyanın bir temsili gösterilir ve herhangi bir parçasını yakınlaştırmak için zaman ekseni imleçlerini kullanabilirsiniz. İmleçler, üstlerinde “I” ve “II” işaretli beyaz dikey çizgilerdir.

İmleçler arasına tıklamak, ekranın genişliğinin imleçler tarafından seçilen alana yakınlaştırılmasına neden olur.

Bu durumda, dalga formları çok yoğundur ve hala çok fazla veriye bakıyoruz, bu nedenle dalga formlarının kendilerini henüz göremiyoruz. İmleçleri dosya içinde istediğimiz yere taşımak için önce tıklayıp sonra aralarına tıklayarak tekrar yakınlaştırabiliriz. Her seferinde bir adım olmak üzere tekrar uzaklaştırmak için sağ tıklamayı kullanın.

Dalga formlarını görmek için yeterince yakınlaştıralım:

Yazılım anında veri dosyasına girer ve ilgilendiğiniz alanı çeker. İhtiyacınız olan çözünürlüğü bulana kadar yakınlaştırmaya veya uzaklaştırmaya devam edebilirsiniz. Ne kadar çok yakınlaştırırsanız o kadar hızlı olur, çünkü daha az veri noktası alırsınız.

Bu noktada, ölçüm yapmak için imleçleri kullanabilirsiniz. Bir çıktı alabilir veya bu alanı başka bir dosya formatına aktarabilirsiniz. Ya da isterseniz tamamen uzaklaştırabilir ve tüm veri dosyasını dışa aktarabilirsiniz.

Ayrıca görev çubuğundaki OYNAT düğmesine tıklayabilir ve verilerin depolanırken göründüğü gibi ekranda yeniden oynatılmasını izleyebilirsiniz. Ayrıca oynatma hızını artırabilir veya azaltabilirsiniz. Tersine oynatma da desteklenmektedir.

Ne kadar yakınlaştırırsanız yakınlaştırın veya uzaklaştırırsanız uzaklaştırın, tüm dosya her zaman dalga formlarının üzerinde gösterilir. Bunu istediğiniz herhangi bir kanala ayarlayabilirsiniz. Bu şeritteki vurgulanan çubuk size yakınlaştırma penceresinin genişliğini ve dosyanın neresinde olduğumuzu gösterir. Yani aşağıdaki örnekte tüm dosyanın sadece küçük bir yüzdesine baktığımızı görebilirsiniz:

Üst şeritteki referans kanalı, her iki ucunda ne zaman başladığı ve ne zaman durduğu saat ve tarih ile işaretlenmiştir:

Yukarıdaki referans kanal şeridinin sol ve sağ uçlarına bakarak, veri depolamanın 11:10:33 AM’de başladığını ve 10 saniye sonra 11:10:43 AM’de sona erdiğini görebilirsiniz.

Yakınlaştırılmış verilerin başlangıç ve bitiş zamanları, yakınlaştırma imleçlerinin alt uçlarında gösterilir. İmleç kesişimindeki zaman her zaman her imlecin altında gösterilir:

DewesoftX’in patentli dosya depolama ve geri alma yazılımı, mühendislerin kayıt ve analiz için daha fazla zaman harcamasına ve büyük veri dosyalarının yüklenmesini ve yeniden yüklenmesini beklemek için daha az zaman harcamasına olanak tanır. Dosya boyutları büyüdükçe ve içlerindeki veri türleri (CAN veri yolu verileri, EtherCAT verileri, telemetri verileri, video verileri ve daha fazlası) arttıkça, bu her geçen gün daha da önemli hale geliyor.

Zorlu ortamlarda test için KRYPTON® dayanıklı DAQ

DAQ sistemleri çoğunlukla laboratuvar veya hafif saha kullanımı için tasarlanmıştır. Ancak Dewesoft, KRYPTON serisini özellikle ölçümlerin yapılabileceği en zorlu ortamlar için tasarlamıştır.

Örneğin, otomobil ve kamyon üreticileri araçlarının soğuk hava testlerini İsveç ve Kanada gibi aşırı soğuk yerlerde ve -40° sıcaklığa ulaşılabilen soğuk odalarda gerçekleştirmektedir. Ayrıca, ortam sıcaklığının 48° C’ye (~120°F) ulaşabildiği Arizona gibi yerlerde de sıcak hava testleri yapmaktadırlar.

DAQ sistemlerinin normal elektronik donanıma birkaç dakika içinde zarar verecek veya yok edecek düzeyde şok ve titreşime maruz kaldığı uygulamalar vardır. Bunlar arasında her türlü darbe testi, araç çarpışma testi, roket fırlatmaları, balistik testler, patlayıcı testleri ve sayısız daha fazlası yer almaktadır.

Ayrıca, normal cihazlar sıvılara, toza ve diğer partiküllere maruz kalmaya karşı sızdırmaz değildir. Örneğin üzerlerine su püskürtülmesi veya suya batırılmaları kısa devre yapmalarına ve elektrik çarpması tehlikesine yol açabilir.

Sadece su da değil: sis, kum, yoğun nem, tuzlu hava ve yağ gibi diğer sıvılar, normal elektronik donanımın başa çıkamayacağı bir çalışma ortamı yaratır.

KRYPTON’un bu zorlu koşullarla nasıl başa çıktığına bir göz atalım.

Geniş sıcaklık çalışma aralığı

KRYPTON sistemleri hem yüksek hem de düşük aşırı sıcaklık testlerinde kullanılır: -40 ila +85°C (-40°F ila +185°F).

40°C ila +85°C (185°F) arasında kullanılabilen tek bir cihaza sahip olmak, test mühendislerine önemli bir avantaj sağlayarak test sisteminin boyutunu, karmaşıklığını ve maliyetini azaltır.

IP67 su ve toz geçirmezlik seviyesi

Giriş Koruması (IP) derecelendirmeleri, sistemin katı (ilk hane) ve sıvı (ikinci hane) girişine karşı korumasını belirtmek için iki hane kullanır. IP derecelendirmesinin nasıl oluşturulduğu aşağıda açıklanmıştır:

IP6x, KRYPTON’un toza karşı tamamen korumalı olduğu anlamına gelir.

IPx7, KRYPTON’un yaklaşık 30 dakika boyunca 1 metreye (3,28 fit) kadar suya daldırılabileceği anlamına gelir. Suya daldırmaya ek olarak, sıçrama ve sprey de dahildir.

Yüksek şok ve titreşim koruması

KRYPTON modülleri, çalışma (ve depolama!) sırasında bile yüksek şok ve titreşime dayanacak şekilde tasarlanmıştır. Şunlara göre test edilmişlerdir:

• Şok: SIST EN 60068-2-27:2009 (100g, 6 ms)
• Rastgele titreşim: (13g RMS)

Zorlu ortamlar için EtherCAT kabloları

DAQ donanımı su geçirmez, toz geçirmez ve -40° sıcaklıklara dayanabiliyorsa, kablolar da bu aşırı çevresel koşullara dayanabilmelidir. Aksi takdirde, sistem sadece kablolar yüzünden başarısız olacaktır.

Bu doğrultuda Dewesoft, KRYPTON serisi zorlu ortam DAQ sistemlerini birbirine bağlamak için kullanılan EtherCAT kablolarını geliştirmiştir. Aşağıdaki videoda kabloların -40°C’ye kadar dondurulmasını ve esnekliklerini nasıl koruduklarını gösteriyoruz.

KRYPTON serisi, aşırı şok, titreşim, sıcaklık ve çevresel koşullar altında hayatta kalmak ve çalışmaya devam etmek için sıfırdan tasarlanmıştır. KRYPTON, sıvılara, dumana ve toza karşı IP67 koruma derecesi sunar ve -40 ila +85 ° C (-40 ila +85 ° F) arasındaki aşırı sıcaklık aralığında çalışabilir ve 100G’ye kadar şok koruması sunar.

Entegre veri toplama ve kontrol için IOLITE® cihazları

Yakın zamana kadar gerçek zamanlı kontrol sistemleri ve DAQ sistemleri vardı:

• Gerçek Zamanlı Kontrol sistemleri – olaylara mümkün olduğunca hızlı ve son derece deterministik verilerle tepki vermek üzere tasarlanmıştır. Verilerin kaydedilmesi ikincil bir konuydu.
• DAQ sistemleri – mümkün olduğunca hızlı veri elde etmek için tasarlanmıştır. Bir kontrol sistemine gerçek zamanlı veri sağlamak büyük ölçüde ya da tamamen mümkün değildi.

Dewesoft’un IOLITE veri toplama ve kontrol sistemi, kontrol ve DAQ sistemleri dünyaları arasında köprü kurmada oyunun kurallarını değiştiren bir adımdır. IOLITE, paralel olarak çalışan iki EtherCAT veri yolu ile donatılmıştır. Birincil veri yolu, bir PC bilgisayar sabit sürücüsüne tam hızlı tamponlanmış veri toplama için kullanılır. İkincil veri yolu, herhangi bir üçüncü taraf EtherCAT tabanlı kontrol sistemine gerçek zamanlı düşük gecikmeli veri beslemesi için kullanılır.

IOLITE, yüksek hızlı DAQ ve PLC’ye düşük gecikmeli veri akışı dünyaları arasında köprü kurar. Ancak IOLITE daha da ileri gider. Çoğu DAQ sistemi %100 çeşitli analog giriş türlerini işlemeye odaklanırken, IOLITE çok kanallı dijital çıkışlar ekler, böylece aktüatörleri doğrudan çalıştırabilir.

Bu dijital çıkışlarla, IOLITE PLC donanımına olan ihtiyacı ortadan kaldırabilir, çünkü bir EtherCAT master bir PC’de yazılım olarak uygulanabilir. Bu master, IOLITE’in çıkışlarını tamamen kontrol edebilir.

Şaşırtıcı bir şekilde, PLC ve DAQ arasında sadece bir EtherCAT hattı vardır. Bu, kablolamayı büyük ölçüde azaltır ve aynı sinyallerin gereksiz analogdan dijitale dönüştürülmesini ortadan kaldırır. Son olarak, farklı kontrol ve veri toplama dünyaları tek bir zarif sistemde birleştirilmiştir.

Aşama 3 entegrasyonu, DAQ sisteminin gerçek zamanlı kontrol sistemiyle deterministik bir entegrasyona sahip olduğu anlamına gelir. Aslında, DAQ sisteminin sadece asenkron bir çevre birimi değil, ağın bir parçası haline gelmesi gerekir. EtherCAT kullanan cihazlar iki gruba ayrılır: Kontrol ve Ölçüm. PLC’ler gibi kontrol cihazları EtherCAT ağında master’dır, DAQ sistemleri gibi ölçüm cihazları ise slave’dir.

Dewesoft, DAQ sistemlerine bir EtherCAT slave portu kurarak Faz 1 ve Faz 2 entegrasyonlarının sınırlamalarını ortadan kaldırdı ve DAQ sistemini doğrudan gerçek zamanlı kontrol sistemine getirdi: