Raspberry Pi-pohjainen dataloggeri

Abstract

Dataloggerit ovat tärkeitä mittaustekniikassa käytettäviä mittalaitteita, joiden tarkoituksena on kerätä talteen mittausdataa pitkiltä aikaväleiltä. Dataloggereita voidaan käyttää esimerkiksi teollista prosessia osana olevien toimilaitteiden tai kotitalouden energiajärjestelmän seurannassa. Teollisen luokan dataloggerit ovat yleensä hinnaltaan satojen tai tuhansien eurojen luokkaa. Työssä pyrittiin löytämään teollisen luokan laitteille halpa ja helppokäyttöinen vaihtoehto, joka on kuitenkin riittävän tehokas ja toimiva. Työssä suunniteltiin ja toteutettiin dataloggeri Raspberry Pi-alustalle ja testattiin sitä oikeaa teollista ympäristöä vastaavissa olosuhteissa. Kirjallisuudesta ja internet artikkeleista etsittiin samankaltaisia laite- ja ohjelmistoratkaisuja ja niitä käytettiin dataloggausjärjestelmän pohjana. Raspberry Pi-alustalle koodattiin yksinkertainen Python-kielinen data-loggausohjelma, joka käyttää Modbus-tiedonsiirtoprotokollaa. Testien perusteella voidaan todeta, että toteutettu dataloggeri on toimiva ja kykenee kaupallisten dataloggereiden tasoiseen mittaukseen ainakin pienillä näytteistystaajuuksilla. Toteutettu dataloggeri on myös huomattavasti kaupallisia dataloggereita halvempi. Helppokäyttöisyyden näkökulmasta dataloggerissa havaittiin puutteita, joita käydään läpi jatkokehitysideoiden muodossa.

Dataloggers are important measurement devices used in measurement technology where they are used to collect and store measurement data over a long period of time. Dataloggers can be used for example to monitor actuators that are a part of an industrial process or to monitor the energy system of a household. The pricerange of industrial grade dataloggers is usually hundreds or thousands of euros. This thesis aims to find a cheaper and easy-to-use alternative for industrial grade dataloggers that still functions and performs adequately. The datalogger was designed and implemented for the Raspberry Pi platform and it was tested in an environment comparable to a real industrial setting. Literature and internet articles were reviewed to find similar hardware and software solutions which were used as a basis for the datalogging system. A basic datalogging program that uses Modbus communication protocol was created using Python programming language. The test results confirm that the proposed datalogger functions well and is on par with commercial dataloggers at lower sampling frequencies. The proposed datalogger is also significantly cheaper than the reviewed commercial dataloggers. From the ease of use standpoint some shortcomings were found which are addressed in the form of suggestions for future development.