Guida completa ai data logger

I Data logger o data logger, si trovano in tutti i tipi di applicazioni di ricerca, analisi, prestazioni e monitoraggio dei processi. Di conseguenza, vengono utilizzati in un'ampia gamma di settori. 

Sono progettati per acquisire e memorizzare elevati volumi di dati di misura accurati e dettagliati, ad esempio per tenere traccia di parametri ambientali importanti in un processo, in una posizione o in un intervallo di tempo specifici.

Le informazioni vengono raccolte tramite sensori o strumenti di rilevamento simili che sono stati calibrati per la sensibilità a determinati stimoli ambientali. Questi sensori possono essere integrati direttamente nel dispositivo come componenti interni fissi o collegati esternamente quando necessario.

Oggi, la maggior parte di questi logger è costituita da componenti tecnologici alimentati a batteria, compatti e altamente portatili. Possono essere utilizzati in quasi tutti gli ambienti e sono generalmente considerati come un conveniente e robusto aggiornamento delle apparecchiature di raccolta dati meno recenti e meno flessibili, come i registratori su carta.

Il data logging è il processo di raccolta dati in un periodo di tempo. Copre una vasta gamma di attività ed è usato per vari obiettivi e in diversi ambienti.

Il data logger è in genere un piccolo ma potente strumento di misurazione elettronica ampiamente utilizzato in una vasta gamma di attività professionali per il campionamento e l'analisi dei dati.

I data logger sono un pratico strumento per raccogliere nel tempo grandi volumi di dati ambientali o di processo 

Oltre a creare set di dati molto significativi e utilizzabili per le specifiche applicazioni, viene anche usato per identificare o dimostrare modelli di comportamento o prestazioni in modo retrospettivo.

Grazie alle loro dimensioni compatte e alla struttura esterna spesso robusta, alcuni modelli possono essere lasciati in luoghi impervi e remoti per registrare automaticamente i dati misurati a intervalli prestabiliti, fintanto che rimangono accesi.

I processi e le condizioni ambientali possono essere misurati, documentati, analizzati e convalidati in tempi molto più estesi di quanto si potrebbe fare con una supervisione costante.

Non è necessario collegare i data logger ad altri dispositivi durante la raccolta dei dati di misurazione ma spesso vengono connessi a un computer in una fase successiva, per il download dei dati, la rappresentazione grafica, l'analisi e l'archiviazione.

Sono molto più versatili in termini di implementazione (posizione e durata) rispetto ai dispositivi che non offrono funzionalità autonome.

Le interfacce tendono ad essere ragionevolmente user-friendly; la maggior parte degli strumenti necessita solo di essere configurata anziché programmata

La maggior parte dei data logger multicanale generici può accettare sia canali di ingresso analogici (pH, temperatura, umidità) che segnali di ingresso digitali (velocità del vento misurata tramite una paletta, ad esempio). Altri modelli potrebbero essere configurati per un singolo tipo specifico di termocoppia o sensore atmosferico.

Sono comuni le modalità a basso consumo energetico che consentono un utilizzo affidabile per un tempo molto lungo tra la sostituzione o la ricarica della batteria.

Sono disponibili più fasce di prezzo, a seconda del budget e dei requisiti di raccolta dati. Le opzioni vanno da unità plug-and-play relativamente economiche e facili da usare fino a modelli di fascia alta estremamente precisi e ricchi di funzionalità.

Ci sono modelli che permettono la registrazione dei dati via Wi-Fi su cloud, e possono gestire automaticamente il caricamento di grandi volumi di informazioni e da remoto, rendendo i risultati disponibili in tempo reale a livello globale e quasi istantaneamente (indipendentemente da dove vengono acquisiti i dati).

Diversi sensori, accessori, componenti aggiuntivi e strumenti possono aumentare la flessibilità dei data logger senza dover necessariamente scegliere una singola unità di acquisizione dedicata per ogni tipo di parametro misurato e registrato.

In questo paragrafo vengono presentati alcuni esempi di tipiche applicazioni di registrazione dati in laboratorio, sul campo e a livello industriale.

Tracciamento meteorologico, previsione e rilevamento dei rischi ambientali: i data logger sono ampiamente utilizzati in tutti i tipi di ricerca ambientale e per il monitoraggio di fenomeni come modelli meteorologici, cambiamenti climatici, livelli/pulizia dei fiumi e numerosi parametri di habitat naturali ed ecosistemi.

Registrazione di pressione, temperatura e portata: parametri vitali in molti processi industriali, impianti di stoccaggio, impianti energetici, sistemi di serbatoi, linee di produzione e così via.

**Monitoraggio delle condizioni in strutture mediche e farmaceutiche: **innumerevoli usi farmaceutici e di controllo ambientale come sterilizzazione, refrigerazione, conservazione e coltivazione.

Misurazione della crescita agricola e orticola e ottimizzazione delle risorse: preparazione, conservazione, trasporto e visualizzazione degli alimenti, ad es. mantenere la catena del freddo.

Monitoraggio dell'efficienza e gestione delle strutture: monitoraggio del consumo energetico, monitoraggio della fornitura di riscaldamento e illuminazione in case/uffici/scuole, HVAC e controllo della temperatura in magazzini e unità industriali

Monitoraggio automobilistico e veicolare, prestazioni e sicurezza: dati sugli incidenti, conteggio del traffico stradale e gestione del flusso, prestazioni di segnalamento ferroviario, sensori di emissioni continue, test di sicurezza automobilistica generale.

Altre applicazioni di un data logger possono essere:

• Sport, corse e analisi delle prestazioni
• Monitoraggio delle prestazioni dei componenti per la risoluzione dei problemi e il rilevamento dei guasti, incluso il monitoraggio del processo per le condizioni di garanzia
• Ricerca scientifica/ingegneristica generale e scopi di registrazione

La maggior parte di questi strumenti è dotata di un microprocessore interno (un piccolo chip di elaborazione multifunzione), un sistema di memorizzazione dei dati, uno o più sensori o strumenti di rilevamento e potenzialmente una varietà di altri accessori.

Un data logger funziona monitorando e registrando automaticamente condizioni e parametri ambientali specifici tramite i componenti del sensore, e memorizza i dati risultanti nella memoria interna. 

Questi dispositivi possono essere configurati come dispositivi a canale singolo, relativamente semplici, o versioni multicanale più complesse. In tal caso avranno numerosi sensori e accessori montati per registrare intervalli di misura più diversi.

Queste misurazioni vengono generalmente effettuate a intervalli regolari impostati dall'utente. Prima di posizionare il logger, vengono infatti inserite alcune impostazioni sulla frequenza con cui eseguire una lettura e per quanto tempo. A seconda dell'applicazione, un data logger potrebbe essere configurato per eseguire una sola lettura all'ora o al giorno o fino a più letture al secondo. Una volta raccolti i dati richiesti, il dispositivo elettronico sarà generalmente in grado di mostrare tutte queste misurazioni acquisite in una varietà di formati pratici, inclusa la visualizzazione visiva dei risultati tramite grafici.

Molti modelli attuali di data logger sono apparecchiatura piccole e alimentate a batteria, in particolare le varianti autonome. In genere, i dispositivi impostati per effettuare letture meno frequenti avranno la possibilità di entrare in una modalità di sospensione tra le misurazioni, risparmiando la carica della batteria.

Essendo compatti e in genere abbastanza robusti, spesso possono essere lasciati discretamente nella posizione desiderata per lunghi periodi e non devono necessariamente interfacciarsi con un computer desktop. Le varianti moderne possono spesso trasmettere i dati acquisiti direttamente tramite uno schermo, sebbene questi tendano ad essere piuttosto semplici. Tuttavia, i dati che raccolgono vengono spesso scaricati su un computer o un sistema basato su PC per facilitare la visualizzazione, l'analisi, il trasferimento dei dati e l'archiviazione a lungo termine.

Sono disponibili molti tipi diversi di data logger come ad esempio, solo per citare i più noti, i Data logger di volo e di viaggio (la scatola nera), quelli sugli incidenti, le stazioni meteorologiche remote, i timer di pista e di giro e numerosi tipi di sensori del veicolo e diagnostica di bordo (OBD).

Gli strumenti e i sensori di registrazione dati più adatti per uno scenario particolare, dipenderanno dai tipi di misurazioni che si desidera acquisire e analizzare.

Marchi o modelli diversi possono essere progettati per acquisire parametri relativi a tutti i tipi di dati come:

• Umidità
• Umidità fogliare
• Umidità del suolo
• Temperatura dell'aria
• Tempo di utilizzo (motori, luci)
• Livello e temperatura dell'acqua
• Corrente e tensione AC / DC
• Ossigeno dissolto
• Pioggia
• Intensità luminosa
• Segnali a impulsi
• Velocità e direzione del vento
• Occupazione della camera
• Pressione differenziale
• Plug carico

Questa apparecchiatura può essere utilizzata per catturare quasi tutte le caratteristiche misurabili di un ambiente o di un processo.

I tipi più comuni e ampiamente utilizzati sono i data logger di temperatura, pressione, umidità, tensione e corrente. I data logger multi-input possono misurare segnali da due o più sorgenti di input; alcuni modelli multicanale avanzati potrebbero persino essere in grado di rilevare e registrare tutti gli input citati.

I data logger a ingresso singolo sono generalmente impostati per misurare una sola categoria di parametri ambientali tramite un particolare tipo di ingresso, sorgente o sensore. Sono spesso i più economici e diretti.

I logger multicanale sono dispositivi portatili complessi ma versatili, progettati per essere trasportati da un ambiente all'altro. Possono accettare vari segnali di ingresso tramite diversi tipi di sonde, accessori e sensori.

I data logger USB sono unità compatte e a basso costo progettate per la compatibilità con il PC tramite una porta standard e un'interfaccia USB. Spesso sono più economici dei data logger in rete o wireless.

La registrazione dati può essere eseguita manualmente utilizzando altri tipi di apparecchiature di misurazione. Tuttavia, è spesso poco pratico, costoso (in termini di risorse umane) e impreciso provare a farlo regolarmente per un periodo prolungato. I data logger risparmiano tempo e denaro perché automatizzano quasi completamente il processo. Inoltre, possono anche aumentare la precisione sia delle misurazioni stesse che delle visualizzazioni dei dati di output.

Per scegliere un data logger è importante considerare il tipo esatto di raccolta dati che è necessario eseguire e gli scopi per i quali i dati devono essere utilizzati. E' anche opportuno tener conto delle dimensioni, del peso, della portabilità, della durata della batteria, della facilità di utilizzo e di configurazione.

Altre caratteristiche notevoli sono le interfacce di esportazione dei dati (incluso software e integrazione con altri sistemi pertinenti), la qualità costruttiva, la resistenza ambientale, la capacità di memoria, l'accuratezza, la risoluzione del display ed il tempo di risposta.