เซ็นเซอร์วัดความลึก Subsea M14 แบบเมทัลไดอะแฟรม ได้รับการออกแบบมาสำหรับการแช่อยู่ในน้ำเป็นเวลานานและความทนทานต่อสภาพแวดล้อมใต้น้ำที่สมบุกสมบัน อุปกรณ์นี้ใช้ไดอะแฟรมสแตนเลสที่แข็งแรงทนทานในการส่งผ่านแรงดันน้ำภายนอกไปยังวงจรตรวจวัดภายในผ่านห้องบรรจุซิลิโคนออยล์ โครงสร้างดังกล่าวช่วยให้สามารถใช้งานได้โดยไม่ต้องบำรุงรักษาและไม่จำเป็นต้องนำขึ้นมาทำให้แห้งในแต่ละวัน จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในลักษณะติดตั้งต่อเนื่อง
หัวใจสำคัญของอุปกรณ์นี้คือแผงวงจรประมวลผลแบบบูรณาการที่ทำหน้าที่รวบรวมข้อมูลความดันและอุณหภูมิความละเอียด 24 บิต พร้อมทั้งชดเชยค่าตามอุณหภูมิ และส่งข้อมูลความลึกและอุณหภูมิที่ผ่านการประมวลผลแล้วออกมาแบบเรียลไทม์ ข้อมูลเหล่านี้จะถูกส่งผ่านอินเทอร์เฟซแบบอนุกรมโดยใช้การสื่อสาร USART ระดับ TTL (ตรรกะ 5 โวลต์, ความเร็ว 115200 bps) ซึ่งแตกต่างจากเซ็นเซอร์วัดความลึกแบบ I²C ที่เชื่อมต่อโดยตรงกับ Pixhawk หรือระบบ ArduSub อื่นๆ เซ็นเซอร์รุ่นนี้สื่อสารผ่าน UART และจำเป็นต้องใช้งานร่วมกับไมโครคอนโทรลเลอร์หรือคอมพิวเตอร์เสริม (companion computer) ที่สามารถอ่านข้อมูลอนุกรมระดับ TTL ได้ ทั้งนี้ ภายในชุดมาพร้อมกับขั้วต่อมาตรฐาน XH2.54 แบบ 4 พิน และสายไฟยาว 300 มม. เพื่อความสะดวกในการติดตั้งและใช้งานร่วมกับระบบต่างๆ
โครงสร้างการออกแบบนี้ช่วยเพิ่มความแม่นยำและความน่าเชื่อถือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานภายใต้แรงดันสูงหรือการใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลานานซึ่งความทนทานเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง นอกจากนี้ การออกแบบที่ใช้ระบบน้ำมันภายในและไดอะแฟรมแบบปิดผนึกยังช่วยปกป้องชิ้นส่วนตรวจวัดจากการปนเปื้อนทางกายภาพหรือความคลาดเคลื่อนของค่าที่เกิดจากระดับความเค็ม สำหรับการใช้งานที่เน้นความทนทานสูงและการไม่ต้องบำรุงรักษาประจำวัน เซ็นเซอร์รุ่นนี้ถือเป็นทางเลือกในการอัปเกรดที่แข็งแกร่งและมีประสิทธิภาพเหนือกว่าตัวเลือกอื่นที่ใช้ระบบ I²C ซึ่งมีขนาดกะทัดรัดกว่า
| ข้อกำหนดทางเทคนิค | เซ็นเซอร์วัดความลึก M14 |
|---|---|
| กระทู้ | M14 × 1.5 |
| วัสดุ | สแตนเลส |
| แรงดันไฟฟ้า | 5 โวลต์ |
| กระแสไฟฟ้าพิกัด | 20 มิลลิแอมป์ |
| รูปแบบการสื่อสาร | USART (TTL) |
| อัตราโบด์ | 115200 |
| ช่วงความดัน | 0–35 บาร์ |
| ความดันเกิน | 2 × ช่วงความดัน |
| ความผิดพลาดภายใน | ±0.2% FS (±0.72 ม.) |
| ช่วงความคลาดเคลื่อนรวม | ±1% FS (3.6 ม.) |
| อุณหภูมิขณะทำงาน | -10 ถึง 80 °C |
| ความแม่นยำของอุณหภูมิ | ±2 ℃ |
| ความยาวสายไฟ | ประมาณ 300 มม. |
| ประเภทของขั้วต่อ | XH2.54–4 พิน |
| ขนาดที่แนะนำ | เซ็นเซอร์วัดความลึก M14 |
|---|---|
| ขนาดรูเจาะผ่านผนังที่แนะนำ (A) | Ø14.1 ± 0.1 |
| ความหนาของฝาปิดช่อง (B) | 18 มม. |
| ช่วงอุณหภูมิพื้นผิว (C) | 26 มม. |
| ป้าย | ลวด | ชื่อ | คำอธิบายฟังก์ชัน |
|---|---|---|---|
| 1 | สีแดง | + | ขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟ (5 Vdc) |
| 2 | สีขาว | เท็กซัส | การส่งข้อมูลผ่านพอร์ตซีเรียล (TXD) |
| 3 | สีเขียว | ใบสั่งยา | การรับข้อมูลผ่านพอร์ตซีเรียล (RXD) |
| 4 | สีดำ | - | ขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟ (GND) |
- อินเทอร์เฟซการสื่อสาร: TTL
- อัตรา Baud: 115200 bps (ค่าคงที่)
- บิตข้อมูล: 8
- Stop Bits: 1
- พาริตี้บิต: ไม่มี
| ตัวควบคุมภายนอก | เซ็นเซอร์วัดความลึก M14 |
|---|---|
| 5 โวลต์ | 5 โวลต์ |
| RXD | TXD |
| TXD | RXD |
| GND | GND |
- เชื่อมต่อเซ็นเซอร์เข้ากับตัวควบคุมและจ่ายไฟ (5 V)
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสาย TX และ RX เชื่อมต่ออย่างถูกต้อง
- เมื่อเชื่อมต่อสำเร็จ เซ็นเซอร์จะส่งข้อมูลความลึกและอุณหภูมิแบบเรียลไทม์
เซ็นเซอร์ส่งข้อมูลออกมาเป็นสตริง:
T=XX.XXD=XX.XX\r\n- T : อุณหภูมิในหน่วยองศาเซลเซียส (°C)
- D : ความลึกเป็นเมตร (m)
\r\n: จุดสิ้นสุดของแต่ละบรรทัดข้อมูล- ตัวอย่าง:
T=25.27 D=1.21หมายถึง 25.27 °C และ 1.21 ม.
| คำสั่งแบบอนุกรม | รายละเอียด | ค่าเริ่มต้น |
|---|---|---|
!Fxxxx\r\n |
ตั้งค่าเซ็นเซอร์ให้คำนวณโดยใช้ค่าความหนาแน่นที่กำหนด "xxxx" แทนค่าความหนาแน่นของของเหลวที่กำหนดไว้ น้ำจืด: 997 กก./ลบ.ม. | น้ำเค็ม: 1029 กก./ลบ.ม. |
997 |
!Dxx.xx\r\n |
คำสั่งที่สงวนไว้สำหรับการปรับค่าชดเชยของเอาต์พุตความลึก "xx.xx" คือออฟเซ็ตแบบทศนิยม (floating-point offset) |
0 |
!Txx.xx\r\n |
คำสั่งที่สงวนไว้สำหรับการปรับค่าชดเชย (offset) ของเอาต์พุตอุณหภูมิ "xx.xx" คือออฟเซ็ตแบบทศนิยม (floating-point offset) |
0 |
!!\r\n |
หยุดการส่งสัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ พอร์ต Serial จะส่งค่าพารามิเตอร์ทั้งหมดออกมา | ไม่มี |
!R\r\n |
รีเซ็ตกระดานคำนวณ | ไม่มี |
!r\r\n |
คืนค่าการตั้งค่าเริ่มต้นทั้งหมด | ไม่มี |
!C\r\n |
ล้างการตั้งค่าออฟเซ็ตทั้งหมด | ไม่มี |
!!\r\n ):ความหนาแน่นของของไหล: 997
Doffset: 0.00
Toffset: 0.00
- เมื่อใช้
!D0.55กับค่าที่วัดได้ -0.55 → ผลลัพธ์ = 0.00 - เมื่อใช้
!D-0.10กับค่าที่วัดได้ 0.10 → เอาต์พุต = 0.00 !T1.00ที่ใช้กับ 25.00 °C → เอาต์พุต = 26.00 °C- ใช้
!T-1.00กับ 25.00 °C → ผลลัพธ์ = 24.00 °C
เซ็นเซอร์สามารถตรวจวัดความลึกและอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำสูง ภายหลังการรีเซ็ตระบบเมื่อเปิดเครื่อง ค่าความลึกที่อ่านได้ในอากาศขณะเริ่มต้นสามารถนำมาใช้เป็นค่าชดเชยจุดศูนย์ (zero offset) สำหรับการวัดค่าใต้น้ำในลำดับถัดไป ซึ่งช่วยให้การอ่านค่าความลึกเริ่มต้นที่จุดศูนย์โดยอ้างอิงจากระดับพื้นฐานในอากาศได้อย่างถูกต้อง
ไม่มีฟังก์ชันการสอบเทียบอุณหภูมิในตัวเครื่อง แต่สามารถปรับแก้ค่าได้โดยใช้คำสั่ง
!Txx.xx โดยอ้างอิงกับแหล่งกำเนิดอุณหภูมิภายนอกที่ทราบค่าแน่นอน
มีแผงวงจรสำหรับแก้โจทย์ (solver board) ติดตั้งมาในตัวหรือไม่?
ใช่ เซ็นเซอร์นี้มีแผงวงจรประมวลผลภายในที่ทำหน้าที่เก็บข้อมูลความดันและอุณหภูมิแบบ 24 บิต พร้อมทั้งชดเชยผลกระทบจากอุณหภูมิ และส่งข้อมูลค่าความลึกและอุณหภูมิแบบเรียลไทม์ผ่านอินเทอร์เฟซ TTL Serial
สามารถต่อสายไฟให้ยาวขึ้นได้หรือไม่
เซ็นเซอร์นี้ใช้การสื่อสารแบบอนุกรม TTL ซึ่งไม่เหมาะสำหรับการเดินสายสัญญาณระยะไกล หากจำเป็นต้องเดินสายในระยะทางที่ไกลขึ้น ควรใช้อุปกรณ์แปลงระดับสัญญาณ (level shifter) เพื่อเปลี่ยนไปใช้มาตรฐาน RS-232 หรือ RS-485 แทน ซึ่งจะช่วยลดอัตราความผิดพลาดของบิตข้อมูล (BER) ลงได้
เซ็นเซอร์จำเป็นต้องมีการสอบเทียบหรือไม่? ข้อมูลใดบ้างที่ส่งออกมาจากพอร์ตซีเรียล?
เซ็นเซอร์จะส่งค่าความลึกและอุณหภูมิออกมาโดยตรงผ่านทางพอร์ตอนุกรม (Serial) แม้ว่าจะสามารถทำการสอบเทียบที่ผิวน้ำได้หากจำเป็น แต่ข้อมูลที่ส่งออกมานั้นผ่านการประมวลผลมาแล้ว จึงไม่จำเป็นต้องมีการถอดรหัสหรือการชดเชยค่าเพิ่มเติมแต่อย่างใด
จะเกิดอะไรขึ้นหากแผ่นไดอะแฟรมโลหะมีรอยขีดข่วนหรือรอยบุบ?
หากไดอะแฟรมเสียรูปทรง (เช่น จากความเสียหายที่เกิดจากประแจหรือการเกิดรอยหลุม) ไม่ควรนำมาใช้งาน เนื่องจากอาจส่งผลกระทบต่อทั้งความแม่นยำของข้อมูลและประสิทธิภาพในการซีลปิดผนึก
ฉันสามารถใช้นิ้วกดเพื่อทดสอบเซ็นเซอร์ได้หรือไม่
ไม่ควรทำ แรงกดด้วยมือมักจะไม่สม่ำเสมอและอาจทำให้แผ่นไดอะแฟรมโลหะที่บอบบางเสียรูปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากถูกกดด้วยเล็บมือ ควรหลีกเลี่ยงการทดสอบด้วยการกดลงบนชิ้นส่วนโดยตรง
มันสามารถใช้งานร่วมกับ ArduSub ได้โดยตรงหรือไม่?
ไม่ เซ็นเซอร์นี้ใช้สัญญาณเอาต์พุตแบบ TTL serial และไม่รองรับการใช้งานแบบเสียบแล้วใช้งานได้ทันที (plug-and-play) กับระบบ ArduSub การนำไปใช้งานร่วมกับระบบจำเป็นต้องมีการปรับแต่งเฟิร์มแวร์หรือใช้อุปกรณ์เชื่อมต่อเพิ่มเติม