Escrito por Grant Maloy Smith, el experto en adquisición de datos

En este artículo aprenderemos sobre Data Loggers, describiéndolos con suficiente detalle para que usted:
 

  • Vea lo que realmente es un Data Logger
  • Conozca las características y capacidades clave del Data Logger
  • Comprender cómo los registradores de datos difieren de los sistemas de adquisición de datos (DAQ)

¿Estas listo para empezar? ¡Vamos!

Qué es un Data Logger?

Un Data Logger es un grabador independiente típicamente pequeño y relativamente económico que monitorea y registra datos en tiempo real, tales como voltaje, temperatura y corriente. Se elige un registrador de datos en lugar de un sistema de adquisición de datos cuando la aplicación no requiere grabación de alta velocidad, pero sí requiere tiempos de grabación prolongados. Los registradores de datos son menos costosos que los sistemas DAQ.

Los Data Loggers son el "caballo de batalla" de los instrumentos de grabación, grabando durante días, semanas o incluso años a la vez, registrando incansablemente millones de puntos de datos durante períodos prolongados de tiempo. Este proceso se conoce comúnmente como registro de datos.

Los Data loggers se pueden definir observando estas características básicas:

  • Frecuencia de muestreo
  • Tipos de entrada
  • Recuento de canales
  • Almacenamiento de datos
  • Tiempos de grabación
  • Interfaz de usuario
  • Monitoreo local
  • Sistema de poder
  • Costo

Obtenga más información sobre los Data Loggers y los sistemas DAQ:

Cuál es la Diferencia entre Data Logger vs. Sistemas DAQ?
Qué es Adquisición de Datos - DAQ or DAS?

Velocidad de Muestreo de Data Loggers

Los Data Loggers están hechos para señales en gran medida lentas, es decir, condiciones que cambian lentamente durante un largo período de tiempo. Algunos registradores de datos están diseñados para monitorear fallas y cortocircuitos, que pueden no ocurrir durante días, semanas o meses. Cualquier registrador de datos, dentro de su ancho de banda, por supuesto, puede registrar cualquier propiedad física o eléctrica que pueda convertirse en una señal eléctrica. 

Las velocidades de muestreo comunes del registrador de datos son de 1 S/s hasta 100 S/s por canal. Esto es bastante lento en comparación con los sistemas DAQ digitales modernos. Pero las bajas tasas de muestreo son la razón por la cual los registradores de datos pueden registrar durante períodos de tiempo tan largos.

Tipos de Entrada

DATAQ data logger model DI-1110Registrador de datos DATAQ - modelo DI-1110
Imagen cortesía de DATAQ Instruments

Las entradas de sensor integradas en los Data Loggers están, con algunas excepciones, limitadas a voltaje, corriente de 4-20 mA, temperatura, humedad y señales de pulso. A menudo usan conectores de tipo terminal de tornillo porque se dejan en su lugar durante meses o años a la vez, y las conexiones de señal, por lo tanto, no cambian con mucha frecuencia.

Las salidas de bucle de corriente de 4-20 mA son comunes entre una amplia variedad de sensores industriales, incluidos los que monitorean el nivel del agua, la humedad, la temperatura, la presión, los sensores de la estación meteorológica, las posiciones de puerta abierta / cerrada y cientos de más.

Obtenga más información sobre los sensores:

Guía: Qué es un Sensor y que hacen?

Cantidad de Canales

Los Data Loggers proporcionan desde un solo canal hasta 32 canales de entrada, aunque los modelos de cuatro a ocho canales son los más comunes. Algunos modelos ofrecen más, hasta 100 canales o más. Relativamente pocas aplicaciones de registro de datos requieren un gran recuento de canales, aunque existen. Se pueden usar múltiples registradores de datos para abordar aplicaciones de conteo de canales muy grandes.

Vea los modernos sistemas de adquisición de datos digitales de Dewesoft que ofrecen configuraciones de sistema DAQ de 1 a 1000 de canales.

Dewesoft DAQ Systems


Data Loggers de Baja Cantidad de Canales

Un ejemplo de un registrador de datos de baja cantidad de canales es el GL240 de Graphtec Corporation. Cuenta con diez canales de entrada analógica multifunción, donde cada uno se puede configurar para voltaje, corriente o temperatura.

The Graphtec GL240 model data loggerEl registrador de datos modelo GL240
Imagen cortesía de Graphtec Corporation.

El GL240 tiene una pantalla incorporada y una interfaz de usuario simple muy similar a un control remoto de TV. Puede adquirir datos a la RAM interna o memoria flash. Los datos recopilados se pueden transferir a una computadora host a través de Ethernet, USB o una interfaz WIFI opcional. Puede grabar hasta 10 muestras / segundo cuando se graban los diez canales.

Data Loggers de Alta Cantidad de Canales

Un ejemplo de un Data Logger de gran cantidad de canales es la serie 2680 de Fluke Corporation. Cada chasis se puede ampliar de 20 a 120 canales, y se pueden conectar varios sistemas a través de TCP / IP en Ethernet. 

Fluke data logger model 2680Registrador de datos Fluke modelo 2680
Imagen cortesía de Fluke Corporation.

Este es un Data Logger de alta gama, con un aislamiento galvánico extremadamente alto y otras capacidades más allá del registrador típico, por lo que el costo también es proporcionalmente más alto.

Como la mayoría de los modelos, es un Data Logger independiente, pero también se puede conectar a una computadora host para una funcionalidad adicional.

Almacenamiento de Datos

Los Dat Loggers normalmente almacenan datos grabados en su memoria interna no volátil, que luego se descarga a una computadora externa para su análisis. Esta memoria a menudo se mide en kilobytes o megabytes (algunos Data Loggers permiten el uso de medios flash USB, lo que significa que el almacenamiento de GB es posible en esos sistemas). Esto se debe a las bajas tasas de muestreo de los registradores de datos: incluso si está grabando 100 canales a 1 S/s con una resolución de 16 bits (requiere 2 bytes por muestra), eso es solo

100 * 1 * 2 = 200 muestras por segundo

200 S * 3600 s = 720,000 muestras por hora

Después de la grabación, los datos se pueden descargar a sistemas externos para su almacenamiento y análisis a largo plazo.

Debido a sus bajas tasas de muestreo, los Data Loggers varían desde tiempos de registro medidos en días hasta aquellos que pueden medirse en semanas o meses.

Algunos Data Loggers ofrecen interfaces cableadas como USB o Ethernet para transmitir sus datos a un sistema externo para monitoreo. Un número cada vez mayor de ellos ofrece transmisión WIFI.

Los modernos sistemas de adquisición de datos digitales de Dewesoft ofrecen capacidades de registro de datos SSD incorporadas que les permiten almacenar, visualizar y analizar gigabytes de datos guardados.

Dewesoft DAQ Systems

Interfaz de Usuario

Los Data Loggers normalmente no proporcionan ninguna interfaz o una pantalla numérica básica. Algunos modelos, como el GL240 que se muestra arriba, proporcionan una pantalla relativamente sofisticada que incorpora formas de onda y números.

Debido a que están sentados allí grabando durante semanas o meses a la vez, nadie va a estar allí mirándolos como lo harían con una prueba corta y de alta velocidad utilizando un sistema DAQ moderno.

Algunos Data Loggers están equipados con una interfaz web o HTTP, por lo que conectarse a ellos a través de Ethernet y llamar su dirección IP en un navegador web permitirá al usuario monitorear sus valores en tiempo casi real.

Los sistemas DAQ de Dewesoft ofrecen un registro de datos fácil de usar y amplias funciones de visualización de datos.

La mayoría de los Data Loggers ofrecen controladores para entornos de programación como DASYLab® y LabVIEW®, paquetes de programación de software ofrecidos por National Instruments, por nombrar uno. Utilizando estas herramientas, los ingenieros pueden crear su propia interfaz de software para el hardware del registrador de datos. Algunas compañías de DAQ proporcionan controladores similares para estas herramientas de programación, aunque es más probable que incluyan sus propias aplicaciones de software llave en mano.

Monitoreo en Tiempo Real

 Extech data logger with LCD numeric displayRegistrador de datos con pantalla numérica LCD
Imagen cortesía de Extech

Algunos Data Loggers proporcionan capacidad de monitoreo en tiempo real en forma de una pantalla LCD incorporada que muestra los valores numéricos que se miden en tiempo real. Otros pueden proporcionar una interfaz cableada o WIFI mediante la cual otra computadora puede acceder a los datos en tiempo real. Si un registrador de datos no proporciona esto, a menudo es necesario esperar hasta que se detenga la prueba antes de poder acceder a los datos a través de una computadora externa.

Después de la prueba, los datos generalmente se descargan a una computadora externa para su análisis. Algunos registradores permiten el monitoreo en tiempo real a través de una conexión por cable o inalámbrica.

Sistemas de Alimentación de Energía

El típico Data Logger pequeño es un dispositivo electrónico de baja potencia alimentado por batería. Debido a su bajo consumo de energía, muchos de ellos pueden funcionar durante horas sin energía externa. Sin embargo, aquellos que deben grabar durante períodos prolongados requieren una fuente de alimentación externa. Las fuentes de alimentación de los registradores de datos pequeños generalmente tienen una entrada de alimentación de CC, mientras que los modelos de sobremesa más grandes tienen una entrada de alimentación de CA.

Costo y Precio de un Data Logger

Un Data Logger de gama baja puede costar tan poco como $ 100 USD. Los Data Loggers de rango medio varían en precio de $500 a $3000 USD.

Data Loggers de Bus Específico

Los Data Loggers generalmente han evitado los protocolos de instrumentación estándar de la industria como MODBUS y CAN BUS. Sin embargo, esto ha estado cambiando y la adopción de estas interfaces está aumentando lentamente.

Modbus es un protocolo de comunicaciones libre de regalías originalmente inventado por Schneider electric. Se utiliza mucho en sistemas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA), y con controladores lógicos programables (PLC) en aplicaciones industriales. Su capa física es RS485, que es fácil de implementar y mantener. Este protocolo ahora es administrado por la Organización Modbus.

La red de área del controlador, mejor conocida como bus CAN, se desarrolló originalmente como un protocolo de mensajería para permitir que los microcontroladores (como las ECU) dentro de los automóviles se comuniquen entre sí sin la necesidad de una computadora centralizada. Fue desarrollado originalmente por Robert Bosch GmbH, un proveedor alemán de sistemas automotrices.

Pero hoy, debido a su estandarización por ISO y su amplia aceptación en esta importante industria mundial, se utiliza en una amplia gama de aplicaciones, incluidas la aeroespacial, la automatización general, la robótica e incluso en la industria médica para controlar las prótesis.

Los sistemas DAQ son cada vez más capaces de interactuar con CAN, tanto leyendo datos de los sensores en el bus como escribiendo datos de vuelta a CAN. Los sistemas DAQ de Dewesoft son un gran ejemplo, ya que toda su línea de productos cumple con CAN.

Dewesoft ofrece sistemas de adquisición de datos de bus CAN y CAN FD de alta velocidad que pueden grabar desde 2, 4 o incluso 8 sistemas de bus CAN simultáneamente.

Dewesoft CAN bus data loggers and data acquisition systemsInterfaces DAQ de bus CAN dedicadas de Dewesoft

Cada uno de los puertos CAN en estos modelos de Dewesoft está aislado y utiliza el estándar CAN 2.0b de alta velocidad. Cabe señalar que, además de estos módulos CAN dedicados, se pueden agregar interfaces CAN a prácticamente todos los sistemas DAQ de Dewesoft.

Obtenga más información sobre los registradores de datos de bus CAN integrados e independientes de Dewesoft:

Módulos CAN Dewesoft

Los Data Loggers también están comenzando a adoptar el bus CAN. Uno de estos registradores de datos de bus CAN de nivel de entrada es el DS-CAN2 de Dewesoft.

DS-CAN2 2-channel CAN data loggerDS-CAN2: registrador de datos CAN de 2 canales de Dewesoft

Este pequeño registrador puede grabar datos del bus CAN durante largas duraciones, en una tarjeta SD industrial extraíble de 8 GB. La supervisión del bus CAN se puede realizar con fines legales, de diagnóstico del vehículo, de investigación o de mantenimiento.

El uso de estos buses estándar es un paso positivo en aplicaciones donde estos protocolos ya están en su lugar, ya que permite que el Data Logger se integre con bastante facilidad.

Data Loggers GPS y GNSS

Con el desarrollo de los sistemas de posicionamiento satelital GNSS, los registradores de datos también han adoptado la posibilidad de registrar datos de posicionamiento como la longitud, la latitud y la altitud.

Estos registradores de datos simplemente incrustan un receptor compatible con GNSS y pueden registrar la posición del objeto en la Tierra con mucha precisión. Además de los registradores de datos GNSS / GPS estándar, también tenemos Sistemas de Navegación Inerciales (INS) y Unidades de Medición Inerciales (IMU) que también pueden registrar parámetros adicionales como orientación, posición, velocidades y aceleraciones.

GNSS receivers and Inertial Measurement UnitsDewesoft GPS y registradores de datos de navegación inercial 

Aplicaciones Comúnes de Data Logger

  • Supervisión de los niveles de temperatura y humedad en entornos de fabricación, instalaciones de almacenamiento, hospitales y otras instalaciones públicas.
  • Monitoree la temperatura de los alimentos en todas las etapas de procesamiento y transporte.
  • Monitorear las condiciones de HVAC en instalaciones industriales y comerciales.
  • Monitoree los procesos de fabricación de todo tipo.
  • Monitorear las condiciones de cultivo en invernaderos y granjas.
  • Monitorear las condiciones ambientales de los productos farmacéuticos durante la fabricación y el almacenamiento.
  • Monitoreo de actividades sísmicas en las áreas activas sísmicas pesadas.

Dondé se Requieren los Data Loggers?

A veces, los Data Loggers son requeridos por la industria y/o las regulaciones gubernamentales. Por ejemplo:

  • La Directiva CE 92/1, así como las regulaciones de la FDA en los EE. UU., Establecen que a lo largo de su preparación, almacenamiento y transporte, los alimentos deben ser monitoreados para garantizar que las temperaturas se mantengan en los niveles requeridos. Esta es la aplicación ideal para los Data Loggers que pueden registrar la temperatura a intervalos regulares durante un período de tiempo muy largo.
  • Las vacunas y otros medicamentos deben mantenerse a temperaturas estrictas durante la fabricación, el envasado, el almacenamiento y el transporte.
  • Los sistemas de HVAC en hospitales y otros lugares públicos deben ser monitoreados constantemente para garantizar la seguridad y la comodidad de las personas que los usan. Estos incluyen no solo temperatura y humedad, sino también detección de nivel de CO2 (dióxido de carbono), ventilación y más.
  • La UE, EE. UU. Y otros países tienen diversos requisitos relacionados con la eficiencia energética y el consumo. El monitoreo constante es la única forma de garantizar y demostrar el cumplimiento.

Resumen

Si está realizando mediciones a largo plazo de voltaje, corriente, temperatura y sensores relacionados que se extienden durante días, semanas y meses, los registradores de datos son instrumentos de medición ideales. Por lo general, son de bajo costo y están fácilmente disponibles de una gama de fabricantes capaces.

Referencias Adicionales

Para obtener más información sobre los registradores de datos, puede visitar el artículo de Data Loggers de Wikipedia.