Cảm biến độ sâu màng kim loại Subsea M14 được thiết kế để hoạt động bền bỉ khi ngâm lâu ngày trong các môi trường dưới nước khắc nghiệt. Thiết bị sử dụng màng thép không gỉ chắc chắn để truyền áp suất nước bên ngoài tới mạch cảm biến bên trong thông qua khoang chứa dầu silicone. Cấu tạo này cho phép thiết bị vận hành mà không cần bảo trì hay làm khô hàng ngày, rất lý tưởng cho các ứng dụng triển khai liên tục.
Thành phần cốt lõi của thiết bị là một bo mạch xử lý tích hợp có chức năng thu thập dữ liệu áp suất và nhiệt độ (độ phân giải 24-bit), thực hiện bù trừ nhiệt độ và xuất kết quả đo độ sâu cũng như nhiệt độ theo thời gian thực. Các dữ liệu này được truyền qua giao diện nối tiếp sử dụng giao thức USART mức TTL (logic 5V, tốc độ 115200 bps). Khác với các cảm biến độ sâu dùng chuẩn I²C có thể kết nối trực tiếp với Pixhawk hoặc các hệ thống ArduSub tương tự, cảm biến này giao tiếp qua chuẩn UART và yêu cầu phải có vi điều khiển hoặc máy tính phụ (companion computer) có khả năng đọc dữ liệu nối tiếp mức TTL. Sản phẩm đi kèm đầu nối XH2.54 4 chân tiêu chuẩn và dây dẫn dài 300 mm để thuận tiện cho việc tích hợp.
Kiến trúc này mang lại độ chính xác và độ tin cậy cao hơn, đặc biệt là trong các trường hợp vận hành ở áp suất cao hoặc thời gian dài, nơi mà sự bền bỉ là yếu tố then chốt. Thiết kế màng ngăn và hệ thống dầu nội bộ được niêm phong kín giúp cách ly các phần tử cảm biến khỏi các tác nhân gây nhiễm bẩn vật lý hoặc hiện tượng trôi giá trị do độ mặn. Đối với các ứng dụng ưu tiên độ bền cao và không yêu cầu bảo trì hàng ngày, cảm biến này cung cấp một giải pháp nâng cấp mạnh mẽ so với các tùy chọn sử dụng giao tiếp I²C có kích thước nhỏ gọn hơn.
| Thông số kỹ thuật | Cảm biến độ sâu M14 |
|---|---|
| Chuỗi thảo luận | M14 × 1,5 |
| Vật liệu | Thép không gỉ |
| Điện áp | 5 V |
| Dòng điện định mức | 20 mA |
| Phương thức giao tiếp | USART (TTL) |
| Tốc độ Baud | 115200 |
| Dải áp suất | 0–35 bar |
| Quá áp | 2 × Dải áp suất |
| Sai số nội tại | ±0,2% FS (±0,72 m) |
| Phạm vi sai số tổng thể | ±1% FS (3,6 m) |
| Nhiệt độ vận hành | -10 ~ 80 °C |
| Độ chính xác nhiệt độ | ±2 °C |
| Chiều dài dây | Khoảng 300 mm |
| Loại đầu nối | XH2.54–4 chân |
| Kích thước khuyến nghị | Cảm biến độ sâu M14 |
|---|---|
| Kích thước lỗ xuyên vách ngăn khuyến nghị (A) | Ø14,1 ± 0,1 |
| Chiều dày nắp hầm (B) | 18 mm |
| Phạm vi bề mặt (C) | 26 mm |
| Nhãn | Dây | Tên | Mô tả chức năng |
|---|---|---|---|
| 1 | Đỏ | + | Cực dương nguồn điện (5 VDC) |
| 2 | Trắng | TX | Truyền dữ liệu cổng nối tiếp (TXD) |
| 3 | Xanh lá | Đơn thuốc | Chân nhận dữ liệu cổng nối tiếp (RXD) |
| 4 | Đen | - | Cực âm nguồn điện (GND) |
- Giao diện giao tiếp: TTL
- Tốc độ baud: 115200 bps (cố định)
- Bit dữ liệu: 8
- Bit dừng: 1
- Bit chẵn lẻ: Không
| Bộ điều khiển bên ngoài | Cảm biến độ sâu M14 |
|---|---|
| 5V | 5V |
| RXD | TXD |
| TXD | RXD |
| GND | GND |
- Kết nối cảm biến với bộ điều khiển và cấp nguồn (5 V).
- Đảm bảo các đường TX và RX được kết nối đúng cách.
- Sau khi kết nối thành công, cảm biến sẽ xuất dữ liệu độ sâu và nhiệt độ theo thời gian thực.
Cảm biến xuất ra một chuỗi:
T=XX.XXD=XX.XX\r\n- T : Nhiệt độ tính bằng độ C (°C)
- D : Độ sâu tính bằng mét (m)
\r\n: Kết thúc mỗi dòng dữ liệu- Ví dụ:
T=25.27D=1.21có nghĩa là 25,27 °C và 1,21 m
| Lệnh nối tiếp | Mô tả | Giá trị mặc định |
|---|---|---|
!Fxxxx\r\n |
Thiết lập cảm biến để tính toán dựa trên một giá trị mật độ cụ thể. "xxxx" đại diện cho mật độ chất lỏng đã được thiết lập. Nước ngọt: 997 kg/m³ | Nước mặn: 1029 kg/m³ |
997 |
!Dxx.xx\r\n |
Lệnh dành riêng cho việc điều chỉnh độ lệch đầu ra độ sâu. "xx.xx" là một độ lệch dấu phẩy động. |
0 |
!Txx.xx\r\n |
Lệnh dành riêng để điều chỉnh độ lệch đầu ra nhiệt độ. "xx.xx" là một độ lệch dấu phẩy động. |
0 |
!!\r\n |
Tạm dừng đầu ra của cảm biến. Cổng nối tiếp xuất ra tất cả các tham số. | Không có |
!R\r\n |
Đặt lại bảng tính. | Không có |
!r\r\n |
Khôi phục tất cả các cài đặt ban đầu. | Không có |
!C\r\n |
Xóa tất cả các cài đặt độ lệch. | Không có |
!!\r\n):Mật độ chất lỏng: 997
Độ lệch D: 0,00
Độ lệch thời gian: 0,00
!D0.55áp dụng cho giá trị đo được là -0,55 → Đầu ra = 0,00!D-0.10áp dụng cho giá trị đo được là 0,10 → Đầu ra = 0,00!T1.00áp dụng cho 25,00 °C → Đầu ra = 26,00 °C!T-1.00áp dụng cho 25,00 °C → Đầu ra = 24,00 °C
Cảm biến ghi nhận độ sâu và nhiệt độ với độ chính xác cao. Sau khi khởi động lại, giá trị độ sâu ban đầu đo trong không khí có thể được sử dụng làm độ lệch điểm không (zero offset) và áp dụng cho các phép đo dưới nước sau đó. Việc này giúp thiết lập giá trị độ sâu về mức không một cách hiệu quả so với mốc tham chiếu trong không khí.
Tính năng hiệu chuẩn nhiệt độ không được tích hợp sẵn nhưng có thể được hiệu chỉnh bằng cách sử dụng
!Txx.xx\r\nbằng cách tham chiếu một nguồn nhiệt độ bên ngoài đã biết.
Có bảng giải tích hợp sẵn không?
Đúng vậy. Cảm biến này tích hợp một bo mạch xử lý bên trong giúp thu thập dữ liệu áp suất và nhiệt độ 24-bit, thực hiện bù trừ nhiệt độ, đồng thời xuất dữ liệu độ sâu và nhiệt độ theo thời gian thực qua giao diện nối tiếp TTL.
Có thể nối dài dây điện được không?
Cảm biến sử dụng giao thức truyền thông nối tiếp TTL, vốn không phù hợp cho các đường dây dẫn dài. Nếu cần đi dây dài, hãy sử dụng bộ chuyển đổi mức tín hiệu để chuyển sang chuẩn RS-232 hoặc RS-485 nhằm giảm tỷ lệ lỗi bit (BER).
Cảm biến có cần hiệu chuẩn không? Dữ liệu nào được xuất ra từ cổng nối tiếp?
Cảm biến xuất trực tiếp các giá trị độ sâu và nhiệt độ qua giao tiếp nối tiếp. Việc hiệu chuẩn có thể được thực hiện trên bề mặt nếu cần, nhưng dữ liệu đầu ra đã qua xử lý và không yêu cầu giải mã hay bù trừ thêm.
Điều gì sẽ xảy ra nếu màng kim loại bị trầy xước hoặc móp méo?
Nếu màng ngăn bị biến dạng—chẳng hạn như do hư hại khi dùng cờ-lê hoặc bị rỗ bề mặt—thì không nên sử dụng, vì điều này có thể làm ảnh hưởng đến cả độ chính xác của dữ liệu lẫn độ kín khít của hệ thống.
Tôi có thể dùng ngón tay ấn vào để kiểm tra cảm biến không?
Không. Lực ấn bằng tay thường không đều và có thể làm biến dạng màng kim loại nhạy cảm, đặc biệt là khi tiếp xúc với móng tay. Hãy tránh mọi hình thức kiểm tra bằng cách ấn trực tiếp.
Nó có tương thích trực tiếp với ArduSub không?
Không, cảm biến này sử dụng đầu ra nối tiếp TTL và không hỗ trợ cơ chế cắm-và-chạy (plug-and-play) với các hệ thống ArduSub. Việc tích hợp đòi hỏi phải có firmware tùy chỉnh hoặc thiết bị giao tiếp bổ sung.