Datenlogger
Ein Datenlogger ist eine prozessorgesteuerte Speichereinheit, welche Daten in einem bestimmten Rhythmus über eine Schnittstelle aufnimmt und auf einem Speichermedium ablegt. Der Datenlogger wird häufig mit Sensoren kombiniert, die physikalische Messdaten über eine bestimmte Zeit hinweg erfassen wie beispielsweise Temperaturen, Spannungen und Beschleunigungen.
Aufbau
Ein Datenlogger besteht aus einem programmierbaren Mikroprozessor, einem Speichermedium, mindestens einer Schnittstelle und ein oder mehreren Kanälen zum Anschluss der Datenquelle wie z.B. Sensoren. Die Datenaufnahme erfolgt extern oder intern über eine herstellerabhängige Schnittstelle. Eine interne Schnittstelle liegt dann vor, wenn der Datenlogger mit einem Sensor z.B. einem Temperaturfühler eine Einheit bildet. Die Daten werden von dem Sensor direkt über die interne Schnittstelle an den Datenlogger weitergegeben und abgelegt. Jeder Datenlogger verfügt über mindestens eine externe Schnittstelle zur Aufnahme und Abgabe von Daten aus oder an die Umgebung. Im industriellen und maschinellen Umfeld sind RS232, CAN und USB die gebräuchlichsten Schnittstellen.
Über Anschlüsse wie USB, D-Sub, Bluetooth, WLAN oder Industrieklemmen können beliebige externe Geräte, Sensoren oder Maschinen als Datenlieferant angeschlossen werden. Über diese Zugänge wird ein Datenlogger in der Regel auch für seinen Einsatz konfiguriert (z. B. Start- und Endzeit der Messung, Messintervalle usw.). Die Datenart ist zunächst nicht genauer spezifiziert. Je nach Einsatzgebiet können es Prozess- oder Sensordaten sein. Der Speicherrhythmus hängt von der konkreten Verwendung ab. Der Speichervorgang kann in genauen zeitlichen Abständen erfolgen oder jeweils im Moment der Datenerzeugung. In jedem Fall erfolgt der Speichervorgang immer voll automatisch.
Sensor-Logger
Für gezielte Anwendungen in der Sensorik werden Datenlogger und Sensor in einem Gerät verbaut. Über den Sensor werden die entsprechenden Messdaten, wie Temperatur, Luftdruck etc. erfasst. Durch einen Analog-digital-Umsetzer werden diese Daten dann in „Speichergerechte“ Daten gewandelt und auf dem Speichermedium gespeichert. Durch die Art der Speicherung kann einem möglichen Datenverlust (bei leerem Akku) vorgebeugt werden. Die erfassten Daten werden über die Schnittstellen (serielle Schnittstelle, USB, LAN, Bluetooth o. ä.) ausgelesen und mit geeigneter Software ausgewertet. Je nach gewünschten Messgrößen kann ein Datenlogger ein oder mehrere Kanäle besitzen, um gleichzeitig mehrere Sensoren anschließen zu können.
PDF-Logger
Eine spezielle Variante der autonomen Datenlogger ist der PDF-Logger. Dieser erstellt beim Einstecken in eine USB-Schnittstelle automatisch ein PDF-File mit einem Text und einem Grafikteil der aktuellen Messdaten. Dem PC-Betriebssystem zeigt sich das Gerät dann als standard USB-Massenspeicher. Damit ist es möglich beim Empfänger weltweit, ohne Zusatzsoftware einen Report zu generieren. Diese Geräte werden für den weltweiten Versand von Medikamenten (Cold Chain) oder andern sensitiven Produkten verwendet.
Mini-Logger
Mini-Datenlogger, oftmals auch USB-Logger genannt, zeichnen sich durch ihr ausserordentlich kleines Format aus. Sie sind wahlweise mit internen oder externen Sensoren zum Aufzeichnen verschiedener Messgrössen ausgestattet, verfügen aber trotz ihrer kleinen Grösse über eine sehr hohe Speicherkapazität. Eingesetzt werden Mini-Logger überall dort in Industrie und Wissenschaft, wo die Grösse ein unabdingbares Kriterium ist: z.B. im Gesundheitswesen beim Patientenmonitioring, bei welchem der Patient den Datenlogger über längere Zeit hinweg auf sich tragen muss. In der Forschung werden Mini-Logger beispielsweise eingesetzt, um Beschleunigungskräfte auf den menschlichen Körper (z.B. Piloten, Fallschirmspringer etc.) zu messen. In der Wirtschaft kann es darum gehen, mit dem kleinen Logger unauffällig Transportüberwachung zu betreiben. In Museen oder Galerien wiederum sind Mini-Logger zur Klimaüberwachung nötig. Um aussagekräftige Messwerte vom unmittelbaren Umgebungsklima des Objekts zu gewinnen, müssen die Logger ganz in der Nähe platziert werden. Dennoch sollen die Museumsbesucher die Logger möglichst nicht sehen, was für die Mini-Logger spricht. Die Messwerte der Mini-Logger lassen sich sowohl während der Messungen als auch nach ihrem Abschluss mittels USB auf einen PC übertragen.
Unterwasser-Datenlogger
Unterwasserdatenlogger besitzen neben ihrem wasserdichten Gehäuse einen größeren Speicher für Messwerte und sind besonders stromsparend konstruiert. Dadurch können sie auch über Monate hinweg an schlecht zugänglichen Stellen im Einsatz sein und Daten sammeln. Nach einem Austausch des Speichers können die Daten wie bei normalen Datenloggern einfach über die Schnittstelle ausgelesen werden. Wasserdichte Datenlogger werden aber nicht nur in Gewässern verwendet. Sie werden z. B. auch in Herstellungsprozessen eingesetzt. Dabei kommt der Datenlogger zusammen mit dem Produkt in die Verpackung und überprüft ob die produktionswichtigen Größen wie z. B. der Druck oder die Temperatur eingehalten werden.
Abgrenzung zum Fahrzeugdiagnosesystem
Der Begriff Datenlogger wird vor allem in der Automobilbranche häufig mit dem Begriff Fahrzeugdiagnosesystem verwechselt. Dabei bieten Datenlogger im Normalfall hauptsächlich Funktionalität zum Aufzeichnen von Messwerten und anderen Daten. Fahrzeugdiagnosesysteme gehen darüber hinaus und beherrschen Datenreduktion, Aufbereitung und Visualisierung der Daten sowie andere Funktionalitäten, die den Benutzer bei der Analyse unterstützen.
Spezifikationen
Man muss unterscheiden zwischen Loggern für den "Hausgebrauch" und Loggern für den professionellen Einsatz. Letztere verfügen u. a. über folgende Eigenschaften:
- ein Kalibrierzertifikat, rückverfolgbar zu einer akkreditierten Kalibrierstelle
- haben eine wesentlich höhere Robustheit
- besitzen "Excite" Ausgänge, um aktive (strombenötigende) Sensoren anschließen zu können
- haben parametrierbare Eingänge
- verfügen über weite Eingangsspannungsbereiche
- besitzen eine eigene präzise Uhr
- erweiterte Temperaturbeständigkeit
- besitzen einen oder mehrere Alarmausgänge
- verfügen über extensive Möglichkeiten zur Triggerung (z. B. ereignisgesteuerter Start der Aufzeichnung)
- besitzen Möglichkeiten zur Vernetzung und Fernsteuerung
- es besteht ggfls. die Möglichkeit zur Fernabfrage
- haben eine hohe Genauigkeit und Langzeitstabilität und eine hohe Speicherkapazität
- die Ein/Ausgänge sind standardisiert
- verfügen über die Möglichkeit, beliebige (herstellerunabhängige) Sensoren anschließen zu können
- verfügen über eine Batterie/Akku um Stromausfälle zu überbrücken.
Heartbeat-Signal
Bei besonders kritischen Anwendungen kann der Datenlogger mit einem Heartbeat-Signalgeber ausgestattet sein, so dass das Überwachungspersonal über einen möglichen Ausfall zeitnah informiert wird.[1] Dies kann z.B. eine SMS sein, die über Mobilfunk abgesetzt wird.