НТЛ Элин

НТЛ ЭлИн > iBDL > Что такое iBDL?

Что такое iBDL?

Устройства семейства iButton Data Loggers (далее сокращенно iBDL) являются высокоэффективными регистраторами (логгерами), серийно выпускаемыми американской компанией Maxim Integrated. Они предназначены для мониторинга различных физических величин и разнообразных технологических параметров. В настоящее время семейство состоит из пяти устройств различного назначения:
DS1922L-F5 (High Capacity Temperature Logger iButton) — защищенный термограф для регистрации температур в диапазоне от -40°C до +85°C, упакованный в корпус F5 can,
DS1922T-F5 (High Capacity High Temperature Logger iButton) — защищенный термограф для регистрации температур в диапазоне от 0°C до +125°C, упакованный в корпус F5 can,
DS1922E-F5 (High Capacity High Temperature Logger iButton) — защищенный термограф для регистрации температур в диапазоне от +15°C до +140°C, упакованный в корпус F5 can,
DS1922F# (Digital Sterilization Monitor for Autoclave Sterilizers) — защищенный термограф для регистрации температур автоклавной стерилизации в диапазоне от +15°C до +140°C, упакованный в корпус F6 can,
DS1923-F5 (Hygrochron Temperature/Humidity Logger iButton или ГИГРОХРОН) — защищенный термогигрограф для регистрации температур в диапазоне от -20°C до +85°C и относительной влажности в диапазоне от 0% до 100%, упакованный в корпус F5 can,
DS2422S (Generic Temperature/Data 1-Wire-Logger) — микросхема в пластиковом корпусе, предназначенная для организации на ее базе завершенных высокоэффективных 1-Wire-регистраторов для мониторинга любых физических величин.

По своим размерам и внешнему виду регистраторы iBDL, упакованные в корпуса F5 can, выполненные из нержавеющей стали, напоминают таблетку или дисковую батарейку диаметром с рублевую монету. Прочный корпус позволяет таким логгерам выдерживать удары, вибрации, быть устойчивыми практически к любым внешним воздействиям и агрессивным средам, магнитным и электростатическим полям, а также оставаться работоспособными при погружении в жидкость. Они могут быть легко размещены в труднодоступных местах или надежно прикреплены к упаковочной или транспортировочной таре. Эти защищенные регистраторы являются полностью автономными, экономичными устройствами, не требующими для своей работы какой‑либо энергии, так как каждый из них содержит миниатюрную литиевую батарею, которая и обеспечивает питание всех его узлов. При этом фирма‑производитель гарантирует, что емкости этого элемента питания хватит для экономной непрерывной эксплуатации "таблетки" в течение 8…9 лет. Помимо батареи в корпусе любого регистратора iBDL имеются точные часы/календарь, благодаря чему каждому сохраненному значению температуры или влажности ставится в соответствие временная метка. А устройство ГИГРОХРОН в составе своей конструкции дополнительно содержит также сенсор относительной влажности, измерительная информация от которого может регистрироваться им наряду с температурными отсчетами. Отверстие в крышке корпуса этого логгера позволяет воздуху свободно проникать к датчику влажности. Однако его электронная схема надежно защищена от проникновения влаги извне с помощью специального гидрофобного фильтра.

Каждый из регистраторов iBDL, упакованный в "таблеточный" корпус, является защищенной самодостаточной электронной системой, которая после задания ей установочных значений измеряет температуру и/или величину относительной влажности с разрешением 8 или 11 (или 12) разрядов и сохраняет полученные результаты в сегменте энергонезависимого буфера последовательных отсчетов емкостью 8 Кбайт. Запись производится с определяемыми пользователем темпом, разрядностью данных и строго в соответствии с выбранным им алгоритмом сохранения информации. Кроме того, в составе ресурсов логгеров есть специальный раздел памяти, предназначенный для хранения индивидуальных калибровочных констант, используемых при коррекции накапливаемых данных (кроме DS1922E). Также имеется отдельный заполняемый пользователем раздел памяти для хранения описательной информации, связанной с характеристиками регистрируемого процесса или особенностями места размещения логгера. Пользователь самостоятельно определяет момент начала цикла регистрации для каждого устройства iBDL. При этом процедура регистрации может начаться сразу же после задания значений установочных параметров, или через определяемый пользователем промежуток времени (после задержки), или после достижения температурой, контролируемой регистратором, предварительно назначенного пользователем порогового значения. Доступ к ресурсам любого логгера может быть защищен паролем.

Устройства iBDL не имеют никаких собственных средств индикации и управления. Поэтому все функции по их обслуживанию и сопровождению могут исполняться только специализированными средствами поддержки регистраторов iBDL. Причем обмен информацией между логгерами и любым средством поддержки осуществляется благодаря обеспечению кратковременного электрического контакта между корпусом регистратора и специальным зондом или щупом, входящим в состав любого из приборов и средств сопровождения. Для отработки этой процедуры регистраторы iBDL используют возможности 1‑Wire‑интерфейса, реализация которого требует всего лишь двух электрических контактов (DATA и GND). Каждый регистратор iBDL имеет уникальный, фабрично сформированный лазером 64‑разрядный регистрационный номер, позволяющий безошибочно его идентифицировать среди других устройств, оснащенных 1‑Wire‑интерфейсом. Этот номер может быть считан в виде информационной посылки внешним средством обслуживания. Он также выгравирован на корпусе каждого из защищенных регистраторов iBDL. Кроме того, специальный регистр конфигурации содержит дополнительный отличительный код, определяющий модификацию логгера среди других типов регистраторов семейства iBDL.

Перед началом работы любого регистратора iBDL, благодаря использованию того или иного средства поддержки необходимо запустить его на отработку рабочей сессии, предварительно задав желаемые значения установочных параметров, определяющих особенности алгоритма регистрации. После окончания процедуры накопления результатов измерений, посредством тех или иных средств поддержки информация, накопленная в памяти логгера, считывается с целью ее архивирования, визуализации или анализа. Извлечение данных, накопленных регистраторами iBDL, а также задание новых установочных значений для продолжения их работы осуществляется с помощью обычного персонального компьютера, или компактных карманных компьютеров, или же специализированных переносных микропроцессорных приборов. В первом и втором случаях благодаря специализированной программе зарегистрированные логгером данные можно представить в виде таблицы или графика, а также сохранить их в файле для дальнейшего анализа или архивирования. Недорогие автономные микропроцессорные приборы оперативно выполняют изменение значений установочных параметров алгоритма регистрации, отрабатываемого устройствами iBDL, а также обеспечивают накопление в собственной энергонезависимой памяти результатов, полученных от множества подобных логгеров. Это позволяет транспортировать собранные таким образом данные в память удаленного персонального компьютера для их дальнейшего анализа и архивирования.

Областью применения регистраторов iBDL, упакованных в "таблеточные" корпуса, является, прежде всего, мониторинг чувствительных к температуре и/или влажности, скоропортящихся, замороженных и свежих пищевых продуктов, фармацевтических и медицинских препаратов, спецгрузов и т.д. при их транспортировке, хранении и переработке (в том числе при высокотемпературных процессах обработки (стерилизация)). Такие защищенные независимые регистраторы незаменимы и при организации Холодовой цепи контроля вакцин, крови, и при обеспечении безопасности продовольствия. Кроме того, регистраторы iBDL являются эффективнейшим средством температурного и влажностного контроля, в том числе конспиративного, самых разнообразных объектов, начиная с любых труднодоступных механических элементов или находящихся в движении частей различных машин, любой промышленной продукции и заканчивая биосистемами, к которым в первую очередь относятся человек, животные и растения.

По сравнению с архитектурой устройств ТЕРМОХРОН, в регистраторах iBDL разработчики отказались от механизмов и ресурсов, обеспечивающих сохранение гистограммы и истории выходов контролируемой температуры за заданные пределы. Однако устройства iBDL обладают более высокой точностью и разрешающей способностью, они отличаются широкими пределами изменения частоты регистрации и могут хранить в 4 раза больше накопленных данных, позволяют фиксировать более высокие температуры и даже значения иных физических величин. У них появились дополнительные функции, значительно расширяющие эксплуатационные возможности и обеспечивающие более высокий уровень защиты как установочных параметров, так и накопленной информации. Все регистраторы iBDL имеют одинаковую архитектуру, а значит для их обслуживания могут быть использованы одни и те же средства поддержки.

Входящая в состав семейства iBDL микросхема DS2422S представляется существенным развитием достоинств этих логгеров. Основой полупроводникового кристалла DS2422S является то же самое интегральное решение, которое использовано при построении других регистраторов iBDL. Т.е. эта микросхема представляет собой базовый элемент для изготовления эффективного электронного самописца, который уже содержит: и температурный датчик, и часы реального времени, и блок памяти хранения накопленных данных, и узел 1‑Wire‑интерфейса, и узел управления внешним АЦП и т.д. Однако, в отличие от регистраторов iBDL, размещенных в "таблеточных" корпусах и располагающих всего двумя контактами для связи с внешним миром, а также обладающих функциональными возможностями, жестко определенными при их изготовлении, микросхема DS2422S имеет около десятка функциональных выводов. Это обстоятельство позволяет использовать DS2422S в качестве управляющего ядра универсального регистратора практически любой физической величины, который можно организовать на ее базе благодаря сопряжению с внешним чувствительным элементом соответствующего типа и дополнительной нехитрой электронной обвязки. НТЛ "ЭлИн" выпускает целую линейку подобных логгеров ‑ самописцев iBDL, ориентированных на выполнение апостериорного мониторинга (offline) самых различных физических величин и технологических параметров. Причем, помимо уже реализованной номенклатуры регистраторов iBDL, возможен выпуск подобных устройств на заказ, для регистрации величин, тип которых и процедура обслуживания определяется исключительно пользователем. При этом существеннейшим моментом является наличие у DS2422S встроенного узла сетевого 1‑Wire‑интерфейса, что не только гарантирует оптимальный способ обмена информацией между внешними устройствами поддержки и любым логгером подобного типа, но также позволяет создавать 1‑Wire‑микросистемы, состоящие из объединенных 1‑Wire‑магистралью регистраторов. Благодаря этому сопровождение и снятие информации, накопленной конгломератом таких электронных самописцев, может производиться по уже отработанной технологии, применяемой при обслуживании отдельных регистраторов iBDL.

Благодаря своим качествам семейство iBDL очевидно имеет большие перспективы на рынке миниатюрных автономных логгеров, а области их применения, связанные с обеспечением мониторинга самых различных физических величин и разнообразных технологических параметров, наверняка будут значительно расширены по сравнению с уже существующими на сегодня традиционными схемами портативных регистраторов, поставляемых фирмами ‑ мировыми лидерами в области создания подобных устройств.

Наверх