Qu'est-ce qu'un Datalogger ou Enregistreur de Données ?

Un datalogger est un enregistreur de données autonome généralement petit et relativement peu coûteux qui surveille et enregistre des données en temps réel, telles que la tension, la température et le courant. Un datalogger est préféré à un système d'acquisition de données (DAQ) lorsque l'application ne nécessite pas un enregistrement à grande vitesse, mais exige de longues durées d'enregistrement. Les enregistreurs de données sont moins coûteux que les systèmes DAQ.

Les enregistreurs de données sont le "cheval de bataille" des instruments d'enregistrement, enregistrant pendant des jours, des semaines, voire des années, des millions de points de données sur de longues périodes. Ce processus est connu tout simplement sous le nom "d'enregistrement des données". Les datalogger (enregistreurs de données) peuvent être définis en examinant ces caractéristiques de base :

• Fréquence d'échantillonnage
• Types d'entrée
• Nombre de canaux
• Stockage des données
• Temps d'enregistrement
• Interface utilisateur
• Suivi local
• Système d'alimentation

Taux d'échantillonnage du datalogger

Les enregistreurs de données sont conçus pour des signaux très lents, c'est-à-dire des conditions qui évoluent lentement sur une longue période. Certains dataloggers sont conçus pour surveiller les pannes et les courts-circuits, qui peuvent ne pas se produire avant plusieurs jours, semaines ou mois. Tout enregistreur de données, dans les limites de sa bande passante, bien sûr, peut enregistrer toute propriété physique ou électrique qui peut être convertie en un signal électrique. Les taux d'échantillonnage courants des enregistreurs de données sont de 1 S/s à 100 S/s par canal. C'est assez lent par rapport aux systèmes DAQ modernes, mais les faibles taux d'échantillonnage sont la raison pour laquelle les datalogger peuvent enregistrer pendant de si longues périodes de temps.

Types d'entrée

Les entrées de capteur intégrées aux dataloggers sont, à quelques exceptions près, limitées à la tension, au courant 4-20 mA, à la température, à l'humidité et aux signaux d'impulsion. Ils utilisent souvent des connecteurs à vis parce qu'ils sont laissés en place pendant des mois ou des années et que les connexions de signaux ne changent donc pas très fréquemment. Les sorties de boucle de courant 4-20 mA sont courantes parmi une grande variété de capteurs industriels, y compris ceux qui surveillent le niveau d'eau, l'humidité, la température, la pression, les capteurs de stations météorologiques, les positions d'ouverture/fermeture de portes, et des centaines d'autres.

Nombre de canaux

Les dataloggers offrent de 1 à 32 canaux d'entrée, bien que les modèles à quatre ou huit canaux soient les plus courants. Certains modèles en proposent davantage, jusqu'à 100 chaînes ou plus. Relativement peu d'applications d'enregistrement de données nécessitent un grand nombre de canaux, bien qu'elles existent. Plusieurs enregistreurs de données peuvent être utilisés pour répondre à des applications à très grand nombre de canaux.

Stockage des données

Les dataloggers stockent généralement les données enregistrées dans leur mémoire interne non volatile, qui sont ensuite téléchargées sur un ordinateur externe pour être analysées. Cette mémoire est souvent mesurée en kilo-octets ou en méga-octets (certains enregistreurs de données permettent l'utilisation de supports flash USB, ce qui signifie que le stockage en Go est possible sur ces systèmes). Cela est dû aux faibles taux d'échantillonnage des enregistreurs de données : même si vous enregistrez 100 canaux à 1 S/s avec une résolution de 16 bits (ce qui nécessite 2 octets par échantillon), cela ne fait que :

• 100 * 1 * 2 = 200 échantillons par seconde
• 200 S * 3600 s = 720 000 échantillons par heure

Après l'enregistrement, les données peuvent être téléchargées vers des systèmes externes pour un stockage et une analyse à long terme. En raison de leur faible taux d'échantillonnage, les dataloggers ont des durées d'enregistrement allant de quelques jours à plusieurs semaines ou mois. Certains enregistreurs de données offrent des interfaces câblées telles que l'USB ou l'Ethernet pour transmettre leurs données à un système externe pour la surveillance. Un nombre croissant d'entre eux proposent la transmission Wi-Fi.

Interface utilisateur

Comme les dataloggers restent là à enregistrer pendant des semaines ou des mois, personne n'est là pour les regarder, comme ce serait le cas pour un test court et rapide utilisant un système DAQ. Certains enregistreurs de données sont équipés d'une interface web ou HTTP. En se connectant à eux via Ethernet et en appelant leur adresse IP dans un navigateur web, l'utilisateur pourra surveiller leurs valeurs en temps quasi réel.

Suivi local en temps réel

Certains dataloggers offrent une capacité de surveillance en temps réel sous la forme d'un écran LCD intégré qui affiche les valeurs numériques mesurées en temps réel. D'autres enregistreurs de données peuvent fournir une interface filaire ou WiFi par laquelle un autre ordinateur peut accéder aux données en temps réel. Si l'enregistreur de données n'offre pas cette possibilité, il est souvent nécessaire d'attendre l'arrêt de l'essai avant de pouvoir accéder aux données via un ordinateur externe. Après le test, les données sont généralement téléchargées sur un ordinateur externe pour être analysées. Certains dataloggers permettent une surveillance en temps réel via une connexion filaire ou sans fil.

Systèmes d'alimentation électrique

Le petit enregistreur de données typique est un appareil électronique de faible puissance, alimenté par une batterie. En raison de leur faible consommation d'énergie, nombre d'entre eux peuvent fonctionner pendant des heures sans alimentation externe. Cependant, ceux qui doivent enregistrer pendant de longues périodes ont besoin d'une alimentation externe. Les petites alimentations pour dataloggers ont généralement une entrée d'alimentation en courant continu, tandis que les modèles de bureau plus grands ont une entrée d'alimentation en courant alternatif.

Les enregistreurs de données ont généralement évité les protocoles de communication standard de l'industrie tels que MODBUS et CAN BUS. Toutefois, cette situation a évolué et l'adoption de ces interfaces augmente lentement. Modbus est un protocole de communication libre de droits inventé à l'origine par Schneider Electric. Il est largement utilisé dans les systèmes de contrôle de supervision et d'acquisition de données (SCADA), et avec les automates programmables (PLC) dans les applications industrielles. Sa couche physique est RS-485, ce qui est facile à mettre en œuvre et à entretenir. Ce protocole est désormais géré par l'organisation Modbus.

Le réseau de contrôleurs, plus connu sous le nom de BUS CAN, a été développé à l'origine comme un protocole de messagerie pour permettre aux microcontrôleurs (tels que les calculateurs) à l'intérieur des automobiles de communiquer entre eux sans avoir besoin d'un ordinateur centralisé. Il a été développé à l'origine par Robert Bosch GmbH, un fournisseur allemand de systèmes automobiles. Mais aujourd'hui, grâce à sa normalisation par l'ISO et à sa large acceptation dans cette importante industrie mondiale, il est utilisé dans un large éventail d'applications, notamment dans l'aérospatiale, l'automatisation générale, la robotique et même dans l'industrie médicale pour contrôler les prothèses par exemple.

Avec le développement des systèmes de positionnement par satellite GNSS, les Data Loggers ont également adopté la capacité d'enregistrer des données de positionnement telles que la longitude, la latitude et l'altitude. Ces enregistreurs de données intègrent simplement un récepteur compatible GNSS et peuvent enregistrer la position de l'objet sur la Terre avec une grande précision. En plus des enregistreurs de données GNSS/GPS standard, il existe également des systèmes de navigation inertielle (INS) et d'unités de mesure inertielle (IMU) qui peuvent également enregistrer des paramètres supplémentaires tels que l'orientation, la position, les vitesses et les accélérations.

• Surveillez les niveaux de température et d'humidité dans les environnements de fabrication, les installations de stockage, les hôpitaux et autres établissements publics
• Contrôlez la température des aliments à toutes les étapes de la transformation et du transport
• Surveiller les conditions HVAC dans les installations industrielles et commerciales
• Surveiller les processus de fabrication de tous types
• Surveiller les conditions de croissance dans les serres et les fermes
• Contrôler les conditions environnementales des produits pharmaceutiques pendant la fabrication et le stockage
• Surveiller les activités sismiques dans les zones à forte activité sismique

Parfois, les enregistreurs de données sont exigés par les réglementations industrielles et/ou gouvernementales. Par exemple :

La directive 92-1 de la CE (Directive 92-1-CEE de la Commission du 13 janvier 1992 relative au contrôle des températures dans les moyens de transport et les locaux d'entreposage et de stockage des aliments surgelés destinés à l'alimentation humaine), ainsi que les réglementations de la FDA aux États-Unis, stipulent que tout au long de la préparation, du stockage et du transport, les aliments doivent être contrôlés afin de garantir que les températures sont maintenues aux niveaux requis. C'est l'application idéale pour les enregistreurs de données qui peuvent enregistrer la température à intervalles réguliers sur une très longue période.

Les vaccins et autres médicaments doivent être conservés à des températures strictes pendant la fabrication, le conditionnement, le stockage et le transport.

Les systèmes CVC des hôpitaux et d'autres lieux publics doivent être constamment surveillés pour garantir la sécurité et le confort des personnes qui les utilisent. Il s'agit non seulement de la température et de l'humidité, mais aussi de la détection du niveau de CO2 (dioxyde de carbone), de la ventilation et plus encore.

L'Union Européenne, les États-Unis et d'autres pays ont des exigences diverses en matière d'efficacité énergétique et de consommation. Un contrôle constant est le seul moyen de garantir et de démontrer la conformité.

Si vous effectuez des mesures à long terme de la tension, du courant, de la température et des capteurs connexes sur plusieurs jours, semaines et mois, les dataloggers sont des instruments de mesure idéaux.