Dipl. Elektrotechniker/in HF
dominic.maurer@aptomet.ch
0788352451
Laboratory Environet
Automatisierte Drucksystem- & Umgebungsüberwachung
In diesem Projekt wurde eine automatisierte Umgebungs- und Drucksystemüberwachung in einem Labor entwickelt und realisiert.
4. November 2019
Dominic Maurer
- Das System muss die Umgebungstemperatur & -feuchte an mehreren Standorten im Labor erfassen.
- Im Drucklabor wird der Umgebungsdruck, mehrere Temperaturen sowie der Rest- / Einstelldruck von Druckwaagen erfasst.
- Die Daten werden auf einer Webseite dargestellt, welche von jedem PC im Firmennetz abrufbar ist.
Ausgangslage
Die Firma Aptomet AG ist ein akkreditiertes Labor (SCS) und ist verpflichtet in den Laboren eine kontinuierliche Aufzeichnung der Umgebungstemperatur und -luftfeuchtigkeit zu machen. Diese Daten werden zur Überprüfung an die Akkreditierungsstelle geschickt.
Zudem ist im Drucklabor eine Einrichtung mit mehreren Einzelgeräten, die für die Druckkalibration verschiedene Messwerte aufnimmt und diese über serielle Kommunikation an den Druckmessplatz-PC schickt. Diese Messwerte werden benötigt, um eine Druck-Kalibrierung mit den Druckwaagen durchzuführen.
Im Drucklabor wird in nächster Zeit ein neues Messprogramm eingeführt, welches keine serielle Kommunikation mit den Geräten voraussetzt. Neu können die Daten auch von einem Server bezogen werden, der die aktuellen Messdaten zur Kalibrierung bereitstellt.
Zurzeit werden die Daten über verschiedene Geräte erfasst, jedoch besteht keine Netzwerkverbindung, was das Auslesen der Geräte zeitaufwendig macht.
Projektziel
Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung einer automatisierten Umgebungs- und Drucksystemüberwachung in einem Labor.
Das System muss die Umgebungstemperatur & -feuchte an mehreren Standorten erfassen. Zudem muss im Drucklabor der Umgebungsdruck, mehrere Temperaturen und Rest- / Einstelldruck von Druckwaagen erfasst werden.
Die Daten sollen dann auf einer Webseite dargestellt werden, welche von jedem PC im Firmennetz abrufbar ist.
Mussziele
• Funktionierendes System
• Budget eingehalten
• Messgenauigkeit eingehalten
• Übersichtliche Darstellung der Messdaten
• Ausfallsicherheit (Redundanz)
Sollziele
• Gehäuse
• Optische Alarm Signalisation
• Bedienungsanleitung
• Rückführbare Kalibrierung
Projekt Endstand
Webseiten Funktionen
Momentanwertanzeige Drucksystem
Momentanwertanzeige Temperatur / Feuchte System
Verlauf Drucksystem
Verlauf Temperatur / Feuchte System Standort 1
Verlauf Temperatur / Feuchte System Standort 2
Verlauf Temperatur / Feuchte System Standort 3
System Infos
Endprodukte:
1x Drucksystem
3x Temperatur / Feuchte System
Mikrocontroller
:
1x Arduino Mega 2560 R3
3x Wemos D1 mini
Sensoren Umgebung
: I2C-Sensoren
3x Adafruit Sensirion SHT31-D Temperature & Humidity Breakout
Messkarten: SPI-Messkarten
3x Adafruit Pt100 RTD Temperature Sensor Amplifier – MAX31865
1x Mikroelektronika 4-20mA Current Loop Receiver (4-20ma R Click) MIKROE-1387
Kommunikation
: WLAN
Content Management System: Joomla
Datenbank: MySQLi
Server: virtueller Windows 10
, welcher auf dem Hauptserver läuft
Abschliessend zu sagen
Ich bin zufrieden mit dem Ergebnis meiner Arbeit und werde in Zukunft das System noch erweitern und verbessern.
Da mein Arbeitsalltag meistens nur das Messwesen beinhaltet, war die Entwicklung und Umsetzung dieses Projekts eine willkommene Abwechslung. Trotz etlicher Fehlschläge (Hauptsächlich Probleme mit RS232, Datenbank) konnte ich ein funktionierendes System entwickeln.
Die geforderten Muss-Ziele wurden weitestgehend erreicht.
Die Soll-Ziele wurden bis auf die Bedienungsanleitung erreicht.
Die Kalibrierung des Temperatur / Feuchte Systems ist noch nicht abgeschlossen. Hier braucht es noch weitere Tests in der Laborumgebung und eventuell Änderung am Gehäuse, sodass der Fühler ausserhalb des Gehäuses platziert wird.
Es wurden noch nicht alle Funktionen in der Webseite eingebaut. Fehlend ist noch die Funktion für die Chart Erstellung einer gefilterten Tabelle. Zudem soll der Export für Excel-Tabellen einfacher gestaltet werden (über einen Button).
Des Weiteren sollen Eingabefelder für Start- & End-Zeitpunkt die Filterung verbessern.
Die Ausfallsicherheit wurde bei der Umgebungsüberwachung verbessert, weil neu drei anstatt zwei Geräte im Einsatz sind. Da die Geräte unabhängig voneinander funktionieren, werden die Daten der anderen Geräte weiterhin übertragen, wenn eines der Geräte ausfällt.
Dominic Maurer
Mein Name ist Dominic Maurer und ich wohne in der Stadt Bern. Meine Freizeit verbringe ich mit Ultimate Frisbee, Biken, Jonglieren und lesen. Ich habe die Lehre als Elektroniker absolviert und arbeite nun in der Aptomet AG als Messtechniker in einem SCS-Kalibrierlabor.
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