OV5 Caractéristiques. Campbell Scientific CR200 CR211, CR200 CR206, CR200 CR295, CR200 CR216, CR200
Aperçu de la CR200
OV5 Caractéristiques
CPU et stockage
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Convertisseur Analogique / Numérique 12 bits
Vitesse de scrutation maximale d’un Hz
Horloge interne sauvegardée par une pile
128Ko de mémoire flash pour la mémoire finale (512Ko s’il y a l’étiquette) ; le format de données est de 4 octets par point de mesure (format tableau de données)
6,5Ko de mémoire flash pour le stockage du programme
Des LEDs indiquent si la centrale de mesure est en train de scruter les voies, d’émettre ou de recevoir.
Voies analogiques ; entrées / sorties numériques (SE1 à SE5)
Les voies SE1 à SE5 peuvent être configurées individuellement afin de faire des mesures unipolaires ou un contrôle numérique en entrée / sortie.
Mesures unipolaires
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Etendue de mesure en entrée : 0 à 2,5V CC
Résolution de mesure : 0,6mV
Précision de la mesure
Généralement : +/- (0,25% de la valeur lue + 1,2mV d’offset) entre –40 et +50°C
Dans le pire des cas : +/- (1% de la valeur lue + 2,4mV d’offset) entre –40 et +50°C
Entrée / sortie numérique
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Etat d’entrée / sortie niveau haut : entre 2,1 et 3,3V CC
Etat d’entrée / sortie niveau bas : inférieur à 0,9V CC
Courrant de fuite : 220µA à 2,7V CC
Tension maximale en entrée : 4V CC
Mesure de demi-pont
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Précision relative à l’excitation.
Avec l’excitation de 2,5V CC elle est de +/- (0,06% de la valeur lue + 2,4mV)
Mesure de période moyenne
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Tension maxi en entrée : 4V CC
Etendue de mesure en fréquence : de 0 à 150 kHz
Tension de seuil : comptage des cycles lors de la transition entre moins de 0,9V
CC et plus de 2,1V CC
Voies d’excitation (EX1 & EX2)
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Etendue de mesure : programmable à +2,5 et +5V CC
Précision
1
: +/- 25mV sur l’étendue de mesure de +2,5V CC, +/- 125mV sur l’étendue de mesure de +5V CC.
Courant maximum : 25mA sur l’étendue de mesure +2,5V et 10mA sur l’étendue de mesure +5V CC.
Batterie commutée (SW BATTERY)
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Commutée sous contrôle du programme
300mA de courant disponible au minimum
Compteurs d’impulsion
Compacts secs (P_SW)
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Taux de comptage maximum : 100Hz
Temps d’ouverture minimum du contact : 5ms
Temps de fermeture minimum du contact : 5ms
Temps maximum de rebond : 4ms
1
La précision d’une mesure de pont utilisant une excitation de 2,5Vest de +/-
(0,06% de la valeur lue + 2,4mV)
OV-19
Manuel de la CR200
Comptage d’impulsion (P_SW, C1 & C2)
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Seuil de tension : compte une transition de moins de 0,9V CC à plus de 2,7V CC
Fréquence maximum en entrée : 1kHz
Tension maximum en entrée : 6,5V CC (pour C1 & C2) / 4,0V CC (pour P_SW)
Tension alternative bas niveau (P_LL)
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Tension minimum en entrée : 20mV RMS
Fréquence maximum : 1kHz
Seuil de détection : <0,5V ou >2,0V CC
Tension maximale en entrée : 20V CC
Note : Les voies P_LL, C1 & C2, peuvent être utilisées afin de mesurer des
contacts secs en utilisant la tension batterie et une résistance de
20kOhm.
Si l’offset CC est >0,5V alors il faut effectuer une mesure en couplage C.A.
Ports de contrôle (C1 & C2)
Entrée / sortie numérique
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Tension lorsqu’elle sont configurées en tant qu’entrée : inférieur à 0,9V CC (état bas) ou supérieur à 2,7V CC (état haut)
Tension lorsqu’elles sont configurées en tant que sortie : 0V (état bas), 5V (état haut)
Niveau logique : TTL
Courant maximum fourni : 1,5mA à 4,5V.
SDI-12
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Les capteurs SDI-12 se connectent à C1.
Alimentation
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Tension d’alimentation : entre 7 et 16V CC (on peut programmer la centrale de mesure afin qu’elle lise la tension de la batterie)
Batterie : Besoin d’une batterie rechargeable 12V ; le circuit de charge est intégré au bornier. On peut utiliser des piles alcalines ou un autre type de source de courant non rechargeable, à condition que le circuit de charge ne soit pas utilisé (rien n’est connecté aux bornes de charge).
Tension acceptée pour le chargeur de batterie : de 16 à 22V CC
Durée de vie de la pile de sauvegarde de l’heure : 5 ans
Boîtier
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Boîtier en aluminium avec des terminaisons à ressort « spring loaded »
Dimensions : 140 x 76 x 51mm (terminaisons de connexion comprise)
Boîtier personnalisé : disponible pour des applications en OEM ; contacter
Campbell Scientific.
Communication
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RS-232 supporté en direct, avec ou sans radio.
Radio à étalement de spectre intégrée au bornier (pour les modèles CR205,
CR210 ou CR215 seulement)
916MHz (CR205), 922MHz (CR210) ou 2,4GHz (CR215 & CR216)
Transmission à vue à un sur 1 mile avec une antenne radio 1/4 à 0 dBd et les radio à
900MHz
Transmission à vue à un sur 1 km (0,6 mile) avec une antenne radio 1/2 à 0 dBd et la radio
à 2,4GHz
Transmission à vue à plus de 10 miles avec des antennes à plus fort gain
Note : L’utilisation d’une antenne avec un gain plus élevé, pourrait invalider la conformité d’utilisation dans votre pays. Les antennes à gain élevé ne sont généralement pas autorisées dans les pays Européens.
OV-20
Aperçu de la CR200
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La RF4XX est utilisée en tant que station de base
Modes de radio disponibles pour la transmission :
Toujours en transmission : contrôlé par le programme
Cycles d’émission : 1 ou 8 cycles ; actif pendant 100ms à chaque période ; vérifie s’il y a de la communication entrante
Transmission programmable : transmission inactive jusqu’à ce que l’heure soit atteinte
Protocole réseau PakBus pour transmission de paquets.
Logiciel
Pour une seule station
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Logiciel gratuit pour PC : PC200W (ou anciennement PakCom)
Pour un réseau
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Logiciel de Campbell Scientific appelé LoggerNet, afin de collecter les données d’un réseau de centrales de mesure qui inclut la CR2XX en tant que capteurs sans fil.
Développement de logiciel
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Possibilité d’obtenir des composants de développement de logiciel avec
PakCom Active X (BMP5) pour Windows. Version Windows et Windows CE disponibles.
Programmation
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On programme la centrale à l’aide de SCWin ou de l’éditeur CRBasic
On télécharge le programme compilé, depuis le PC jusqu’à la centrale. On ne peut pas éditer le programme sur la centrale.
Consommation en courant (à 12V)
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Consommation au repos : sans radio ou radio éteinte : ~0,2mA
Consommation en fonctionnement :
Sans radio : ~3mA
En réception radio : ~20mA (CR206, CR211), ~36mA (CR216)
En transmission radio : ~75mA (CR206, CR211, CR216)
Consommation moyenne de courant :
Radio toujours active :20mA (CR206, CR211), ~36mA (CR216)
Radio en cycle de 1 seconde : 2,2mA (CR206, CR211), ~4mA (CR216)
Radio en cycle de 8 secondes : 0,45mA (CR206, CR211), ~0,8mA (CR216)
Conformité CE
La conformité est déclarée pour les normes
IEC 61326:2002
Protection EMI et ESD
Immunité : Conforme ou dépassant les standards suivants :
ESD : IEC 1000-4-2 ; +/- 8kV air, +/- 4kV contact de décharge
RF : IEC 1000-4-3 ; 3V/m, 80-1000 MHz
EFT : IEC 1000-4-4; 1kV d’alimentation, 500V d’entrée/sortie
Fusible : IEC 1000-4-5 ; 1kV d’alimentation et d’entrée/sortie
Conduction : IEC 1000-4-6 ; 3V 150 kHz-80 MHz
Les émissions et les critères d’immunité et de performance, sont disponibles sur demande.
Garantie : Pièces et main d’œuvre pendant un an
OV-21
OV-22
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Manuel de la CR200
Chapitre 1. Installation et Entretien
1.1 Protection contre l’environnement
Les variables environnementales qui sont à surveiller sont la température et l’humidité. La CR200 est faite pour fonctionner de façon optimum entre –40 et +50°C, en atmosphère sans condensation.
Lorsque l’humidité devient trop forte, on peut endommager les composants électroniques, le microprocesseur peut faillir, ou bien on peut perdre de la précision sur les mesures à cause de la condensation sur des composants du circuit imprimé. Le contrôle du niveau d’humidité supporté par les centrales, est de la responsabilité de l’utilisateur.
La centrale de mesure doit être mise en place dans un coffret lorsqu’elle est utilisée sur le terrain.
Le coffret devra contenir du dessicatif qui sera remplacé ou séché assez souvent, de façon à assurer le contrôle de l’humidité.
1.1.1 Coffret ENC-200E
Le coffret ENC-200E est spécialement dédié pour les centrales d’acquisition CR200. Ce coffret est conçu pour recevoir une CR200, une petite batterie et un petit périphérique supplémentaire, par exemple le modem GSM. Il peut être monté directement sur un mur ou installé sur un mât ou trépied à l’aide du kit de montage optionnel.
Le coffret ENC-200E a une dimension interne de 168 x 175 x 92 mm, fabriqué en poly- carbonate avec un indice de protection IP66. Ce coffret possède une prise de terre et 7 presses étoupes, livrées avec une protection pour permettre le cheminement des câbles de sonde et de communication dans le coffret, qui permettent ainsi de maintenir les propriétés d’étanchéité. En option, les antennes compatibles avec la CR216 ou le modem GSM 900 peuvent être fixées sur le dessus du coffret afin de réduire au maximum la longueur des câbles.
Pour installer le coffret ENC-200E sur un mur, enlever le couvercle et utilisez les trous se situant aux coins du coffret, directement au-dessous des propres vis du couvercle, pour fixer le coffret au mur. Alternativement, la platine interne peut être enlevé pour pouvoir forer les trous avant, permettant d’employer un plus grand choix de taille de vis.
ATTENTION: Percer les parois du coffret peut entraîner une dégradation des capacités d’étanchéités du coffret à moins que vous utilisiez des vis équipés de tête comportant des joints
étanches.
Pour installer l’ENC-200E sur un mât :
1 Fixez le kit de montage optionnelle à l’arrière du coffret en utilisant les vis et écrous fournis pour aller aux quatre coins du coffret. Les attaches sur le bras de montage doivent être dirigées vers l'arrière du coffret. L’attache avec les deux trous devra dépasser au-dessus de la boîte (l'autre attache sera placé au niveau des presses étoupes vers le bas)
2 Amenez le coffret assemblé jusqu'au poteau et installez l’étrier en « V » fourni autour du poteau, le poussant par les deux trous dans l'attache saillante.
3 Utilisez des rondelles anti-vibration et des écrous pour fixer l’étrier en « V »autour du poteau.
ATTENTION: Ne pas serrer trop fortement les écrous, vous risqueriez de déformer les attaches.
Manuel de la CR200
Lorsque le coffret est installé en position fixe, vous pouvez compléter l’installation de la façon suivante :
1 Installer la centrale d’acquisition CR200 sur la platine du coffret en utilisant les vis et les fixations en nylon fournis. En complément des bandes Velcro sont fournies pour installer la batterie optionnelle de 0,8 Amp/h dans l’espace au dessus de la centrale d’acquisition et les périphériques en dessous ou sur la droite.
2 Connectez la prise de terre de la centrale d’acquisition au connecteur de terre du coffret.
3 Reliez un câble de terre à la prise de terre extérieure du coffret au piquet de terre de référence ou au tuyau d’eau (voir chapitre 1.6.1 ci dessous)
4 Faites passer les câbles des capteurs par les presses étoupes du coffret. Le presse
étoupes le plus large est réservé pour le câble de l’antenne équipée d’un connecteur, pour être installé dans le coffret. Pour permettre au connecteur de passer par le presse
étoupe, nous vous suggérons d’enlever l'écrou et le joint en caoutchouc intérieure du presse étoupe et de les faire passer un à un autour du connecteur plutôt que d’enfoncer le connecteur en force à travers le presse étoupe.
1.1.2 Autres coffrets
Toute une gamme de coffret vous est offert par Campbell Scientific pour monter la famille des centrales d’acquisition CR200 avec des périphériques et des alimentations.
Les coffrets ENC 10/12 et ENC 12/14 sont construite en fibre de verre renforcée en polyester avec une charnière et un loquet que vous pouvez fermer par un cadenas. Ces coffrets sont résistant à la pluie, à la poussière et à la corrosion. (Chaque coffret fourni par Campbell Scientific est classifié selon la norme IP68 mais cette norme ne peut pas être appliquée lorsque le coffret est équipé de presses étoupes. Il est de votre responsabilité de vérifier que l’étanchéité des presses étoupes au passage des câbles est correcte.) Veuillez vous référer au manuel d’installation des coffrets pour de plus amples informations sur ce type de coffret.
1.2 Besoins en énergie
La CR200 fonctionne a 12V CC nominal. En dessous de 7V ou au dessus de 16V, la CR200 ne fonctionne pas correctement.
La tension d’entrée de la CR200 est protégée contre l’inversion de polarité. Des tensions d’alimentation supérieures à 18V peuvent endommager la CR200 et/ou l’alimentation.
Le temps de fonctionnement du système avec batteries, peut être déterminé en divisant la capacité de la batterie (Ampères- Heure) par la consommation moyenne en courant du système. La CR200 a une consommation moyenne de courant qui est d’environ 3mA ( excluant la transmission radio).
Soyez sûr d’incorporer la consommation de tous les capteurs alimentés, lorsque vous calculez votre besoin en énergie.
1.3 Alimentations pour CR200
Une batterie acide-plomb de 0,8 Amp/h est disponible pour alimenter la centrale d’acquisition.
Cette batterie peut être installée dans le coffret ENC-200E. La capacité de cette batterie est telle que vous pourrez seulement alimenter la centrale d’acquisition dans de nombreuses applications pour 10 jours d’autonomie et de quelques heures avec un modem GSM qui est alimenté en permanence. Cette batterie est à utiliser comme secours dans le cas où vous êtes connecté à une source de courant fiable, comme un chargeur CA par exemple. Dans de nombreux cas cette batterie peut être utilisée avec un panneau solaire dans le cas où votre application consomme peu d’énergie et que l’ensoleillement de votre site d’installation est important.
Une batterie de 7 Amp/h est aussi disponible (PS100E-LA200). Cette batterie est destinée pour les centrales d’acquisition de la famille CR200. La capacité supérieure de cette batterie permettra d’avoir une marge de sécurité plus importante pour les applications qui nécessitent une alimention plus conséquente ou lorsque que l’ensoleillement est faible. Cette batterie peut être rechargé directement via la CR200. Pour le montage d’un tel dispositif, nous vous suggérons un coffret de dimension plus grande tel que l’ENC 10/12.
1-2
Chapitre 1. Installation et Entretien
1.3.1 Installation
Connectez la batterie aux bornes « Battery » de la centrale d’acquisition, veillez à respecter la polarité indiquée sur le bornier. La batterie peut être chargé via le circuit interne de charge si la source de charge est connectée aux bornes « Charge » de la centrale d’acquisition.
NOTE: Le chargeur interne ne chargera la batterie uniquement lorsque la tension de charge sera au-dessus de 16V CC (22V au maximum).
Cela limitera le courant maximum de charge à une valeur nominale de
1,2 A. Pour éviter une dissipation excessive de chaleur du chargeur interne de la centrale d’acquisition il faudra éviter de connecter une batterie ayant une capacité plus importante au chargeur interne.
1.4 Panneaux Solaires
Une source d’alimentation auxiliaire de type photovoltaïque peut être utilisée afin de maintenir la charge de la batterie acide-plomb.
Lorsqu’on choisit un panneau solaire, une règle de bon sens est de dire que pendant un jour de mauvais temps, le panneau solaire doit pouvoir fournir assez de courant pour assurer les besoins en courant du système (on considère que par mauvais temps on doit recevoir 10% de la moyenne annuelle en rayonnement solaire). Les informations relatives au site, si elles sont disponibles, peuvent fortement influencer le choix du panneau solaire. Par exemple les effets locaux tels que les ombres des montagnes, le brouillard du aux inversion de température dans la vallée, la neige, la glace, les feuilles mortes, les oiseaux etc., peuvent être pris en compte dans le calcul.
Des conseils sont disponibles auprès de Solarex Corporation dans leur document « DESIGN AIDS
FOR SMALL PV POWER SYSTEMS », pour vous aider à choisir son panneau solaire. Ce document donne une méthode de calcul de la taille du panneau solaire en fonction de la situation géographique globale du système, et des besoins en énergie du système. Si vous avez besoin d’aide afin de calculer le besoin en énergie de votre système, vous pouvez contacter Campbell Scientific.
1.5 Connexion directe d’une batterie au bornier de la CR200
N’importe quelle source de 7 à 16V peut être connecté aux bornes « Battery + » et « Battery – »,.
Lorsque vous reliez une batterie externe à la CR200, mettre la borne positive de la batterie dans la borne « Battery + », et la borne négative dans le borne « Battery – ».
1.6 Mise à la masse de la CR200
La mise à la terre de la CR200, des périphériques et des capteurs, est un point important pour toutes les applications. La mise à la terre permettra d’assurer la protection ESD (décharge
électrostatique – Electro Static Discharge) et une meilleure précision dans les mesures.
1.6.1 Protection ESD
Une ESD (décharge électrostatique) peut avoir plusieurs sources. Cependant la source la plus commune, et bien souvent la plus destructrice, sont les décharges foudroyantes directes ou secondaires. Les décharges directes (primaires) touchent la centrale de mesure ou les capteurs directement. Les décharges secondaires induisent des tensions sur les fils d’alimentation ou les câbles des capteurs.
Les éléments premiers pour la protection contre les ESD, sont les éclateurs à gaz (GDT, Gas-
Discharge Tubes). Toutes les entrées et sorties de la CR200 sont protégées avec des éclateurs à gaz ou des diodes de suppression de tension transitoire. Les GDT éclatent à 150V afin de permettre au courant d’être dévié vers la masse générale. Afin qu’ils soient efficaces, il faut que la masse de la centrale d’acquisition soit reliée au châssis de votre système de support. Comme cela est indiqué à la figure 1.7-1, la masse d’alimentation et la masse des capteurs, sont des lignes indépendantes, jusqu’à ce qu’elles se rejoignent dans la CR200.
Une bonne prise de terre (châssis) permettra de minimiser les dommages sur la centrale de mesure et les capteurs, en créant un chemin à un point à faible potentiel. Campbell Scientific recommande de connecter chaque centrale de mesure à la terre (châssis). Chaque composant du système
(centrales de mesure, capteurs, alimentation externe, support, boîtiers etc.) devra être relié à une seule terre (châssis).
1-3
Manuel de la CR200
Lorsque le matériel est installé sur le terrain, le minimum conseillé est d’avoir un piquet en cuivre de 2 à 3m de long, enfoncé dans la terre et relié à la borne de mise à la terre de la CR200 via un fil de cuivre de diamètre 14SWG (2,04mm). Dans des substrats à faible conductivité, tels que le sable, les sols très secs, la glace ou les rochers, un seul piquet de terre ne devrait pas fournir de point de masse suffisant. Dans ce type d’installations, consultez des documents relatifs à la protection foudre, ou contactez un consultant spécialisé dans ce domaine. Une très bonne source d’information au sujet des protections foudre, peut être trouvée sur Internet à : http://www.polyphaser.com
.
Dans les applications automobile, le fil de masse doit être solidement relié au châssis du véhicule via un câble 12 SWG ou plus épais.
Pour des applications en laboratoire, il n’est pas toujours facile de trouver un point de masse stable. Dans les bâtiments un peu anciens, des plaques en cuivre récentes reliées à des prises de courant anciennes, peuvent indiquer qu’une prise de terre de bonne qualité existe, alors qu’en fait la prise n’y est pas reliée. Si une prise de terre sûre n’existe pas, il est de bon usage de vérifier qu’elle ne fait transiter aucun courant. Si l’intégrité de l’installation CA est à mettre en doute, mettez alors le système à la terre via le bâtiment, par le système de canalisation ou un autre moyen de connexion à la terre.
1.6.2 Effet de la mise à la masse sur les mesures unipolaires
Les mesures unipolaires de faible tension peuvent être problématiques, à cause de problèmes de fluctuation de la masse. Or la CR200 n’est pas assez sensible pour faire des mesures de tensions faibles, donc ceci n’est pas réellement un problème.
1.7 Alimentation des capteurs et des périphériques
La CR200 a deux sources de tension d’excitation commutée, afin de fournir du 2500 ou 5000mV pour des ponts de mesure. Il n’y a aucune borne afin de fournir une tension en continu. De tels capteurs devront être reliés directement à la source d’alimentation, ou à la borne SW-Batt
(voir paragraphe 1.9).
Assurez-vous que la source d’alimentation primaire que vous avez choisi pour votre CR200, pourra supporter le besoin en tension, durant le temps nécessaire. Contactez Campbell Scientific afin de déterminer la consommation en énergie dont vous aurez besoin, lorsque vos applications approchent les limites des capacités de l’alimentation. Soyez particulièrement vigilant lorsque vous mettez en place une application avec panneau solaire, surtout si vous prévoyez de faire des visites espacées sur le site, ou que votre application doit subir des températures extrêmes.
1.8 Contrôle de l’alimentation de capteurs et de périphériques
Le contrôle de l’alimentation d’un appareil extérieur, est une utilisation habituelle de la CR200.
Plusieurs appareils peuvent être contrôlés par le SW-Batt (la batterie commutée) de la CR200. Le tableau 1.9-1 donne les quantités de courant disponibles depuis le port SW-Batt.
Les applications qui nécessitent plus de port de contrôle ou une source d’alimentation plus importante que celle disponible par la CR200, peuvent généralement être satisfaites avec l’utilisation du A21REL-12, ou en utilisant les ports de contrôle C1 et C2 comme cela est décrit au paragraphe 1.9.1.
Tableau 1.9-1 Limite de courant disponible
Borne Limite de source de courant
1-4
1.8.1 Utilisation des ports de contrôle numériques E/S afin de commuter des relais
Chacun des ports de contrôle peut être configuré en tant qu’entrée, ou mis à l’état haut ou bas (0 ou 5V) par l’instruction PortSet ou WriteIO. On utilise souvent un port de contrôle numérique pour piloter un circuit externe de relais, puisque le port de contrôle lui même a une capacité de source de courant qui est limitée (2,0 mA minimum à 3,5V).
La figure 1.9-1 montre un circuit typique pour le pilotage d’un relais, en jonction avec un relais à bobine qui peut être utilisé pour piloter le circuit d’alimentation d’un autre appareil. Dans cet exemple, lorsque le port de contrôle est activé, le courant provenant de l’alimentation passe au travers du relais à bobine, fermant ainsi le relais, ce qui ferme le circuit d’alimentation du moteur, qui s’allume donc.
Chapitre 1. Installation et Entretien
Dans d’autres applications, il peut être nécessaire de commuter simplement le courant, sans passer par un relais. La figure 1.9-2 montre un circuit afin de commuter une source d’alimentation externe sans passer via un relais. Si le périphérique qui doit être alimenté, consomme plus de
75mA à température ambiante, (la limite moyenne du transistor d’alimentation 2N2907A), l’utilisation d’un relais (voir figure 1.9-1) devra être nécessaire.
D’autres circuits activés par des ports de contrôle peuvent être utilisés avec des applications demandant plus de courant que celles mentionnées sur les figure 1.9-1 et 1.9-2. Pour de plus amples informations, vous pouvez contacter Campbell Scientific.
Figure 1.8-1 Circuit de pilotage avec un relais.
Figure 1.8-2 Circuit de pilotage sans relais.
1.9 Entretien, maintenance
Les alimentations de CR200 nécessitent un minimum d’entretien de routine.
Lorsqu’elle n’est pas en cours d’utilisation, la batterie rechargeable doit être stockée dans un endroit frais et sec, avec un chargeur de courant alternatif connecté à elle.
1.9.1 Dessiccatif
Afin d’éviter des problèmes de corrosion dans des atmosphères incontrôlées, la CR200 doit être placée à l’intérieur d’un coffret de protection envers le climat, comprenant du dessiccatif dans le coffret.
1-5
1-6
Manuel de la CR200
Chapitre 2. Stockage et récupération des données
La CR200 peut enregistrer des données brutes individuelles, mais elle peut aussi être utilisée pour calculer des moyennes, des mini, maxi etc., sur des périodes de temps fixes ou conditionnelles. Les données sont stockées sous forme de tableau. Le nombre de tableaux et de valeurs qui peuvent être enregistrées dans chaque tableau, sont sélectionné lorsque l’on utilise le générateur de programmes
SCwin (voir la présentation), ou lorsqu’on utilise un programme d’édition direct
(voir chapitres de 4 à 9).
2.1 Enregistrement de données sur la CR200
Dans le programme CRBASIC, l’instruction Data Table fixe la taille du tableau de données. On peut créer un maximum de 4 tableaux par programme.
Les tableaux de donnés sont stockés dans la mémoire Flash EEPROM interne. Les données restent en mémoire lorsque la CR200 n’est plus alimentée. Les données sont effacées lorsqu’un nouveau programme est chargé et exécuté. La flash EEPROM peut être utilisée pour plus de 50 000 cycles.
ATTENTION: Si une erreur de mémoire EEPROM est détectée, la centrale de mesure arrête d’exécuter le programme, et la LED rouge clignote deux fois à chaque intervalle de scrutation supposé.
Le code « Trap Code » du tableau d’état aura la valeur 16. La centrale de mesure doit être renvoyée à Campbell Scientific afin de remplacer sa mémoire série flash EEPROM.
La CR200 stocke les données sauvegardées dans la flash EEPROM. La mémoire série flash
EEPROM est aussi l’emplacement mémoire où est stocké le fichier appelé « Table Definition
File » (TDF). Lorsqu’un fichier programme en CRBasic est envoyé à la CR200, le fichier TDF est extrait à partir de la version compilée du programme en CRBasic ; ce fichier TDF est stocké dans la mémoire série flash EEPROM. Toute la place restante peut alors être utilisée pour stocker des données. Sur la CR200, il y a 128Ko (ou 512Ko) de Flash EEPROM disponible pour les tableaux de données. Jusqu’à 5.12Ko de cette mémoire, peuvent être utilisés pour le fichier TDF (si la taille du fichier TDF dépasse cette limite, la compilation échoue). Si l’allocation de la taille mémoire pour un ou plusieurs tableaux de données, utilise trop de mémoire, il N’Y AURA PAS d’erreur de compilation. La CR200 modifiera automatiquement la taille allouée ; la CR200 fera la somme des tailles allouées, et multipliera chaque taille allouée par 90%, jusqu’à ce que la somme des tailles obtenues soit inférieure à la place disponible sur la mémoire série flash EEPROM.
2.2 Format de stockage interne
Tableau 2.2-1 Données IEEE4 de la CR200
Taille Etendue
4 octets De 1,8
E-38
à 1,7
E38
Résolution
24 bits (environ 7 digits)
Les calculs sont effectués et les données sont enregistrées directement au format IEEE à 4 octets et virgule flottante, au format binaire. Le tableau 2.2-1 liste l’étendue et la résolution des données au format IEEE4. Le temps est enregistré en tant qu’un nombre entier de secondes depuis minuit avec comme origine 1990, sous la forme d’un nombre à 4 octets.
2.3 Récupération des données
Les données peuvent être transférées vers un ordinateur via un lien de communication.
2.4 Format des données sur l’ordinateur
Le format de stockage des données sur l’ordinateur, peut être aussi bien de l’ASCII ou du binaire, selon le type de fichier demandé dans la boite de dialogue de collecte des données. Les données récupérées à partir d’une fenêtre d’affichage en temps réel, sont toujours enregistrées au format
ASCII.
2.4.1 Informations de l’en-tête
Chaque fichier de données stocké sur le disque, a une en-tête ASCII qui est présente au début.
L’en-tête donne des informations sur le format, la centrale de mesure et le programme utilisé pour la prise de mesure. La figure 2.4 .1 est un exemple d’en-tête où le texte présent est un nom générique pour ce qui est contenu dans l’en-tête. Les entrées sont décrites en suivant cette figure.
2-2
Manuel de la CR200
"File Format","Station","Logger","Serial No.","OS Ver","DLD File","DLD Sig","Table Name"
"TIMESTAMP","RECORD","Field Name","Field Name","Field Name"
"TS","RN","Field Units","Field Units","Field Units"
"","","Processing","Processing","Processing"
"Field Data Type","Field Data Type","Field Data Type","Field Data Type","Field Data Type" timestamp,record number,field data,field data,field data,
Figure 2.4.1 Informations de l’en-tête
Format du fichier (File Format)
Le format du fichier sur le disque. Le TOA5 est un format ASCII. Le TOB1 est un format binaire.
Cette information est utilisée par les fonctions historiques de graphisme et de conversion des fonctions, issues de PC9000.
Nom de la station (Station Name)
Adresse PakBus de la station depuis laquelle les données ont été collectées.
Modèle de centrale de mesure (Logger Model)
Le modèle de centrale de mesure de mesure à partir de laquelle les données ont été collectées.
CR2XX est utilisé pour CR200, CR205, CR210 et CR215.
Numéro de série de la centrale de mesure (Logger Serial Number)
Non utilisé avec la CR200.
Version du système d’exploitation (Operating System Version)
Version du système d’exploitation de la centrale à partir de laquelle ont été collectées les données.
Fichier programme (Program File)
Le nom du fichier programme qui était en train de tourner lorsque les données ont été créées.
Signature DLD (DLD Signature)
Signature du programme qui a crée les données.
Nom du tableau de données (Table Name)
Nom qui est donné au tableau de données.
Nom des colonnes (Field Name)
Nom de la colonne (du champ) du tableau de données. Ce nom est crée par la CR200 en ajoutant un tiret bas ( _ ) et trois caractères mnémoniques décrivant le traitement des données.
Unité de mesure de la colonne (Field Units)
Les unités des colonnes (champs) du tableau de mesure. Les unités sont données dans le programme, lors de la déclaration des unités de mesure.
Traitement de sauvegarde de la colonne (Field Processing)
Cela indique le type de traitement de sauvegarde qui a été utilisé lorsque la colonne a été enregistrée.
Smp = Sample, échantillon
Max = Maximum
Min = Minimum
Avg = Average, moyenne
Type de données de la colonne (Field Data Type)
La ligne d’en-tête est uniquement au format binaire TOB1, et identifie le type de données pour chacun des champs dans le tableau de donnée.
UINT4 = entier à 4 octets, non signé
IEEE4 = chiffre à virgule flottante à 4 octets
Marqueur horaire (Time Stamp)
Ce champ est le repère d’heure et de date de l’enregistrement. Il indique l’heure à laquelle les données ont été enregistrées, par rapport à celle de la centrale de mesure.
Chapitre 2. Stockage et récupération des données
Numéro d’enregistrement (Record Number)
Ce champ est le numéro d’enregistrement de cet enregistrement. Ce numéro augmentera jusqu’à 2
E32 et re-commencera à 0. Le numéro d’enregistrement sera aussi ré-initialisé (mis à 0) si le tableau est
, effacé.
Donnée du champ (Field Data)
Ceci est la donnée pour chacun des champs de l’enregistrement.
2.4.2 Format de fichier ASCII TOA5
Ce qui suit est un exemple de fichier au format TOA5.
"TOA5","1","CR2XX","","v0.1.06","EXPLS4.CR2","45828","AvgTemp"
"TMSTAMP","RECNBR","SoilT_Avg(1)","SoilT_Avg(2)","SoilT_Avg(3)","SoilT_Avg(4)"
"TS","RN","DegC","DegC","DegC","DegC"
"","","Avg","Avg","Avg","Avg"
"2002-03-20 11:00:00",1,15.498,15.9926,18.516,19.5019
"2002-03-20 12:00:00",2,15.4996,15.9993,18.5069,19.502
"2002-03-20 13:00:00",3,15.4963,16.0042,18.4975,19.496
Ci-dessous est un exemple de ce à quoi ressemblera un fichier de données lorsqu’il sera importé dans un tableur.
TOA5 1 CR2XX v1.0 EXPLS4.CR2
TMSTAMP RECNBR SoilT_Avg(1) SoilT_Avg(2) SoilT_Avg(3) SoilT_Avg(4)
RN DegC DegC DegC DegC
45828 AvgTemp
TS
3/20/02 11:00
3/20/02 12:00
3/20/02 13:00
1
2
3
Avg
15.498
15.4996
15.4963
Avg
15.9926
15.9993
16.0042
Avg
18.516
18.5069
18.4975
Avg
19.5019
19.502
19.496
2.4.3 Format de fichier binaire TOB1
Ceci est un exemple d’en-tête du fichier binaire.
"TOB1","1","CR2XX","","v0.1.06","EXPLS4.CR2","45828","AvgTemp"
"TMSTAMP","RECNBR","SoilT_Avg(1)","SoilT_Avg(2)","SoilT_Avg(3)","SoilT_Avg(4)"
"TS","RN","DegC","DegC","DegC","DegC"
"","","Avg","Avg","Avg","Avg"
"UINT4","UNIT4","IEEE4"," IEEE4"," IEEE4"," IEEE4"
(les lignes de données sont au format binaire et ne sont pas directement lisibles)
2.4.4 Format de fichier binaire TOB2
Le format binaire TOB2, a le même type d’en-tête que les autres formats. Les données TOB2 sont stockées dans des trames « frames » de taille fixe, qui contiennent habituellement un nombre particulier d’enregistrements. La taille des trames dépend du nombre d’enregistrements. Les trames ont un marquage de la date qui est associé, permettant ainsi aux enregistrements, d’avoir aussi un temps qui leur est associé. S’il y a un intervalle de temps entre des enregistrements à intervalle de temps périodique, et que celui-ci n’apparaît pas sur une limite de trame
« frame boundary », une marque de temps supplémentaire est écrite dans la trame, et le moment auquel elle intervient, est notée dans le sommaire de la trame. Cette marque supplémentaire prend de la place, qui pourrait autrement être utilisée pour des données.
Quand les fichiers au format TOB2 sont convertis dans un autre format, le nombre d’enregistrement peut être supérieur ou inférieur au nombre demandé dans la déclaration du tableau de données. Il y a toujours au moins deux trames supplémentaires, de données allouées.
Lorsque le fichier est converti, cela créera des enregistrements supplémentaires si aucun intervalle ne s’est produit. Si il se produit plus d’intervalle que ce qui a été prévu, il pourra y avoir moins de données dans le fichier, que ce qui avait été prévu.
2-3
2-4
Manuel de la CR200
Chapitre 3. Détails sur les mesures de la CR200
3.1 Séquence de mesures de tension analogique
La première étape avant de faire une mesure de tension analogique, est d’effectuer un étalonnage afin de mesurer l’offset dû à la prise de terre. L’étalonnage est effectué une fois, pour chaque mesure de tension analogique. La CR200 mesure une tension analogique à l’aide d’un échantillon, et effectue ensuite une conversion Analogique / Numérique. La conversion A / N est effectuée avec une technique d’approximation successive à 12 bits, qui donne une résolution de 1 partie parmi 4096, sur l’étendue de mesure de 2,5V (ce qui donne environ 0,6 mV).
Afin de réduire le bruit, 10 mesures rapides sont effectuées et moyennées afin de créer le résultat.
Les mesures qui sont prises pour effectuer la moyenne, prennent chacune environ 26 microsecondes.
3.1.1 Etendue de mesure en tension
La CR200 n’a qu’une étendue de mesure, qui est de 0 à 2,5V. La résolution d’une mesure unipolaire est de 0,6 mV après conversion A/N.
3.1.2 Intégration : Moyenner un nombre de conversions A/N
L’intégration est utilisée pour réduire le bruit inclut dans une mesure. La CR200 utilise une certaine forme d’intégration numérique ; elle effectue 10 conversions A/N, les moyenne et retourne un seul résultat. Les conversions A/N sont effectuées toutes les 26 microsecondes.
Le fait de moyenner les valeurs réduira aussi le bruit du signal (par exemple en ce qui concerne une mesure de transducteur de pression qui varie légèrement à cause de fluctuations de pression dues au vent.
Le fait de faire des moyennes, a aussi une influence sur la résolution. La résolution vue sur le résultat numérique, est la résolution d’une seule conversion A/N (0,6mV) divisée par le nombre de conversions A/N (10).
3.2 Mesures de tension unipolaire
Une mesure de tension unipolaire est effectué sur une seule voie de mesure, par rapport à la terre.
La CR200 ne fait pas de mesure différentielle entre deux voies de mesure en entrée.
3.3 Mesures de comptage d’impulsions
Plusieurs types de capteurs à signal de sortie en impulsion (comme les anémomètres ou les débitmètre) sont calibrés en terme de fréquence (comptages par seconde). Pour ce type de mesures, la précision est liée directement à l’intervalle de temps entre lequel les impulsions sont accumulées.
Les mesures variant en fonction de la fréquence, devraient être programmées avec l’instruction de mesure « PulseCount » mesure en fréquence. Si le nombre de comptage est d’un intérêt plus grand, l’instruction « PulseCount » doit être programmée afin de mesurer des comptages (par exemple le nombre de fois qu’une porte est ouverte ou qu’un auget a basculé sur un pluviomètre).
La résolution de la mesure du comptage, est à plus ou moins un comptage. La résolution de la fréquence calculée dépend de l’intervalle de scrutation : résolution de la fréquence = 1/intervalle de scrutation (c’est à dire qu’un comptage d’impulsion avec une fréquence de scrutation d’une seconde, a une résolution de 1 Hz ; un intervalle de scrutation de 0,5 Hz a une résolution de 2Hz, et un intervalle de scrutation d’1ms a un résolution de 1000Hz.). Les mesures résultantes vont tenir compte de la résolution. Par exemple si vous avez une scrutation chaque seconde, d’un signal à 2,5
Hz en entrée, vous aurez certains intervalles avec 2 comptages, et d’autres avec 3 comptages comme cela est explicité en figure 3.3-1. Si la mesure d’impulsion est moyennée, le résultat sera la valeur correcte.
Figure 3.3-1 Nombre de comptage variant à l’intérieur d’un intervalle de scrutation.
3-2
Manuel de la CR200
La résolution devient de pire en pire lorsque l’intervalle de scrutation rétrécit, et que le signal a une fréquence plus importante. Par exemple, prenons un moteur fonctionnant sur le principe :
Tours Par Minute (TPM) fournissant 30 impulsions par révolution. A 2000 TPM, le signal a une fréquence de 100 Hz (2000 TPM x (1min / 60 sec) x 30 = 100). Le multiplicateur utilisé afin de convertir la fréquence en TPM est de 2TPM/Hz (1TPM / (30impulsions / 60 sec) = 2). Avec une seconde d’intervalle de scrutation, la résolution est de 2TPM. Si l’intervalle de scrutation était de
1ms, la résolution serait de 2000 TPM. Avec un tel intervalle de scrutation, si tout était parfait, à chaque intervalle il devrait y avoir un comptage. Si cependant il y avait une légère variation à l’intérieur de l’intervalle, cela pourrait donner 2 comptages dans un intervalle, et aucun comptage dans le suivant , avec un résultat variant entre 0 et 4000 TPM !
3.4 Auto-cal
i
brage
Un calibrage de l’offset dû à la terre, est effectué au début de chaque instruction de mesure qui comprend une mesure de tension. Le calibrage prend environ 400 microsecondes. Un seul calibrage est effectué, même si l’instruction de mesure comprend plusieurs répétitions.
La mesure de le tension batterie est vérifiée toutes les 8 secondes afin de s’assurer qu’elle est dans l’étendue de mesure permise pour un bon fonctionnement.
Chapitre 4. Langage de programmation – CRBasic
La CR200 est programmée dans un langage qui a des similitudes avec du basic structuré. Il y a des instructions spéciales pour effectuer des mesures et pour créer des tableaux de sauvegarde des données. Le résultat de toutes les mesures sont dans des variables assignées (auxquelles on attribue des noms). Des opérations mathématiques sont
écrites presque de la même façon que si c’était une écriture algébrique. Ce chapitre décrit un programme, sa syntaxe, sa structure et sa séquence de programmation.
4.1 Format des introductions
4.1.1 Opérations mathématiques
Les opérations mathématiques sont écrites d’une façon algébrique. Par exemple pour convertir une température en Celsius à une température en Fahrenheit, on peut écrire :
TempF = TempC * 1.8 + 32
Avec la CR200 il peut y avoir 1 à 6 mesures de température (ou autre type de mesure). Au lieu d’avoir 6 noms de variables différents, une ligne de variable, avec un nom et 6 éléments, pourrait
être utilisée. Une température de thermistance pourrait être appelée Temp. Avec une ligne de 6
éléments, le nom de chacune des températures seraient Temp(1) à Temp(6). La notion de ligne permet de compacter le code afin d’effectuer des opérations sur toutes les variables. Par exemple, pour convertir six températures d’une ligne variable, de °C à °F, on a :
For I=1 to 6
Temp(I)=Temp(I)*1.8+32
Next I
4.1.2 Instructions de mesure et de traitement de sauvegarde
Les instructions de mesure sont des procédures qui configurent le matériel (hardware) afin de faire une mesure, et placent le résultat dans une variable ou une ligne de variable (aussi appelée « ligne de données »). Les instructions de traitement de sauvegarde sont des procédures qui stockent le résultat des mesures effectuées, ou calculent des valeurs avant de les stocker. Les instructions de traitement de sauvegarde comprennent le calcul de la moyenne, de la sauvegarde du minimum ou du maximum, l’écart type etc.
Les instructions qui servent à faire des mesures ou qui servent à sauvegarder des données, ne sont pas basées sur un langage basic standard. Les instructions que Campbell Scientific a créé pour effectuer ces opérations, sont sous la forme de procédures. La procédure a un nom que l’on entre au clavier, et une série de paramètres qui contiennent les informations nécessaires pour effectuer la procédure. Par exemple, l’instructions de mesure de la tension batterie de la CR200 :
Battery (Dest)
Battery est le nom que l’on entre au clavier/ mot clé (keyword), pour cette instruction. Le paramètre associé à l’instruction Battery, est la Destination, qui est le nom de la variable dans laquelle sera mise la tension. Si vous voulez mettre la valeur de la tension batterie dans la variable appelée BattVolt, vous devrez entrer le code suivant :
Battery (BattVolt)
L’utilisation de ces instructions devrait devenir de plus en plus claire au fur et à mesure que l’on avance dans cette introduction.
4.1.3 Insertion de commentaires dans un programme
Des commentaires peuvent être insérés dans le programme en débutant la ligne de commentaire par une marque « ‘ ». Les commentaires peuvent être ajoutés en début de ligne, ou à la suite suivant le code de la CR200. Quand le compilateur de la CR200 voit un « ‘ », il ignore le reste de la ligne.
‘ La déclaration des variables débute ici
Public Start(6) ‘Déclare la ligne de début de temps.
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