صُمم مستشعر العمق بغشاء معدني M14 تحت سطح البحر للغمر طويل الأمد والمتانة في البيئات الصعبة تحت الماء. ويتميز بغشاء متين من الفولاذ المقاوم للصدأ ينقل ضغط الماء الخارجي إلى دائرة الاستشعار الداخلية عبر حجرة مملوءة بزيت السيليكون. وتتيح هذه البنية التشغيل دون صيانة ودون الحاجة إلى التجفيف اليومي—وهو مناسب لسيناريوهات النشر المستمر.
توجد في داخله لوحة معالجة متكاملة تجمع بيانات الضغط ودرجة الحرارة بدقة 24-bit، وتطبق تعويض درجة الحرارة، وتُخرج قراءات العمق ودرجة الحرارة المحسوبة في الوقت الفعلي. وتُنقل هذه المخرجات عبر واجهة تسلسلية باستخدام اتصال USART بمستوى TTL (منطق 5 V، 115200 bps). وعلى خلاف مستشعرات العمق المعتمدة على I²C التي تتصل مباشرة بأنظمة Pixhawk أو أنظمة ArduSub المماثلة، يتواصل هذا المستشعر عبر UART ويتطلب متحكمًا دقيقًا أو حاسوبًا مرافقًا قادرًا على قراءة بيانات TTL التسلسلية. ويُرفق موصل XH2.54 قياسي 4-pin وسلك بطول 300 mm لتسهيل التكامل.
توفر هذه البنية دقة وموثوقية أعلى، خاصةً في حالات الاستخدام ذات الضغط العالي أو الفترات الطويلة التي تكون فيها المتانة ضرورية. كما يعزل تصميم الزيت الداخلي المحكم والغشاء عناصر الاستشعار عن التلوث المادي أو انجراف الملوحة. وفي التطبيقات التي تكون فيها المتانة العالية وعدم الحاجة إلى صيانة يومية من الأولويات، يوفر هذا المستشعر خيار ترقية متينًا مقارنة بالخيارات الأصغر المعتمدة على I²C.
| المواصفة | مستشعر عمق M14 |
|---|---|
| السن | M14 × 1.5 |
| المادة | فولاذ مقاوم للصدأ |
| الجهد | 5 V |
| التيار المقنن | 20 mA |
| نمط الاتصال | USART (TTL) |
| معدل الباود | 115200 |
| نطاق الضغط | 0–35 Bar |
| الضغط الزائد | 2 × نطاق الضغط |
| الخطأ الذاتي | ±0.2% FS (±0.72 m) |
| نطاق الخطأ الكلي | ±1% FS (3.6 m) |
| درجة حرارة التشغيل | -10 ~ 80 ℃ |
| دقة درجة الحرارة | ±2 ℃ |
| طول السلك | حوالي 300 mm |
| نوع الموصل | XH2.54–4Pin |
| المقاس الموصى به | مستشعر عمق M14 |
|---|---|
| المقاس الموصى به لفتحة العبور الحاجزية (A) | Ø14.1 ± 0.1 |
| سُمك غطاء الفتحة (B) | 18 mm |
| نطاق السطح (C) | 26 mm |
| الرمز | سلك | الاسم | وصف الوظيفة |
|---|---|---|---|
| 1 | أحمر | + | موجب مصدر القدرة (5 Vdc) |
| 2 | أبيض | TX | إرسال عبر المنفذ التسلسلي (TXD) |
| 3 | أخضر | RX | استقبال البيانات عبر المنفذ التسلسلي (RXD) |
| 4 | أسود | - | سالب مصدر القدرة (GND) |
- واجهة الاتصال: TTL
- معدل الباود: 115200bps (ثابت)
- بتات البيانات: 8
- بتات التوقف: 1
- بت التكافؤ: لا شيء
| وحدة تحكم خارجية | مستشعر العمق M14 |
|---|---|
| 5V | 5V |
| RXD | TXD |
| TXD | RXD |
| GND | GND |
- صل المستشعر بوحدة التحكم وطبّق القدرة (5 V).
- تأكد من توصيل خطوط الإرسال والاستقبال بشكل صحيح.
- عند نجاح الاتصال، يقوم المستشعر بإخراج بيانات العمق ودرجة الحرارة في الوقت الفعلي.
يُخرج المستشعر سلسلة نصية:
T=XX.XXD=XX.XX\r\n- Tدرجة الحرارة بالدرجات المئوية (°C)
- Dالعمق بالأمتار (m)
\r\nنهاية كل سطر بيانات- مثال:
T=25.27D=1.21يعني 25.27 °C و1.21 m
| أمر تسلسلي | وصف | القيمة الافتراضية |
|---|---|---|
!Fxxxx\r\n |
اضبط المستشعر للحساب باستخدام قيمة كثافة محددة. يمثل "xxxx" كثافة السائل المحددة. المياه العذبة: 997 kg/m³ | المياه المالحة: 1029 kg/m³ |
997 |
!Dxx.xx\r\n |
أمر محجوز لضبط إزاحة إخراج العمق. "xx.xx" هو إزاحة فاصلة عائمة. |
0 |
!Txx.xx\r\n |
أمر محجوز لضبط إزاحة خرج درجة الحرارة. "xx.xx" هو إزاحة فاصلة عائمة. |
0 |
!!\r\n |
إيقاف إخراج المستشعر مؤقتًا. يُخرج المنفذ التسلسلي جميع المعلمات. | لا شيء |
!R\r\n |
أعد ضبط لوحة الحساب. | لا شيء |
!r\r\n |
استعادة جميع الإعدادات الأولية. | لا شيء |
!C\r\n |
امسح جميع إعدادات الإزاحة. | لا شيء |
!!\r\n):FluidDensity: 997
Doffset: 0.00
Toffset: 0.00
!D0.55عند تطبيقها على قيمة مقاسة قدرها -0.55 ← الناتج = 0.00!D-0.10عند تطبيقها على قيمة مقاسة قدرها 0.10 ← الناتج = 0.00!T1.00عند تطبيقها على درجة حرارة 25.00 °C → الناتج = 26.00 °C!T-1.00عند تطبيقها على درجة حرارة 25.00 °C → الناتج = 24.00 °C
يقيس المستشعر العمق ودرجة الحرارة بدقة عالية. بعد إعادة التشغيل، يمكن استخدام قراءة عمق الهواء الأولية كقيمة مرجعية صفرية وتطبيقها على القياسات اللاحقة تحت الماء. هذا يُصفّر قراءة العمق فعليًا بالنسبة إلى خط الأساس في الهواء.
معايرة درجة الحرارة غير مدمجة ولكن يمكن تصحيحها باستخدام
!Txx.xx\r\n عن طريق الرجوع إلى مصدر معروف لدرجة الحرارة الخارجية.
هل توجد لوحة معالجة مدمجة؟
نعم. يحتوي المستشعر على لوحة معالجة داخلية تلتقط بيانات الضغط ودرجة الحرارة بدقة 24-bit، وتطبق تعويض درجة الحرارة، وتُخرج قراءات العمق ودرجة الحرارة في الوقت الفعلي عبر واجهة TTL تسلسلية.
هل يمكن تمديد الأسلاك؟
يستخدم المستشعر اتصال TTL تسلسليًا، وهو غير مثالي لمسارات الكابلات الطويلة. إذا لزم تمديد الأسلاك، فاستخدم محول مستوى للتحويل إلى RS-232 أو RS-485 لتقليل معدل خطأ البت (BER).
هل يتطلب المستشعر معايرة؟ وما البيانات التي يخرجها المنفذ التسلسلي؟
يُخرج المستشعر قيم العمق ودرجة الحرارة مباشرة عبر المنفذ التسلسلي. يمكن إجراء المعايرة عند السطح إذا لزم الأمر، لكن الخرج مُعالج بالفعل ولا يتطلب فك تشفير أو تعويض إضافيًا.
ماذا لو تعرض الغشاء المعدني للخدش أو الانبعاج؟
إذا تشوه الغشاء—مثلًا بسبب تلف بالمفتاح أو التنقر—فيجب عدم استخدامه، لأن ذلك قد يضر بدقة البيانات وسلامة الإحكام.
هل يمكنني الضغط بإصبعي لاختبار المستشعر؟
لا. الضغط اليدوي غير متساوٍ وقد يشوه الغشاء المعدني الحساس، خاصةً باستخدام الأظافر. تجنب أي اختبار ضغط مباشر.
هل هو متوافق مباشرة مع ArduSub؟
لا، يستخدم المستشعر خرج TTL تسلسليًا وليس plug-and-play مع أنظمة ArduSub. يتطلب التكامل برنامجًا ثابتًا مخصصًا أو واجهة إضافية.