Планшетные компьютеры и смартфоны при грамотном применении становятся незаменимыми помощниками в профессиональной деятельности электриков. Причем речь идет не только о хранении контактов или связи с коллегами, но и о помощи непосредственно при проведении измерений.
Современные измерительные приборы зачастую имеют встроенные компьютеры, осуществляющие обработку, хранение и систематизацию данных. При этом электрики носят с собой еще и весьма мощные вычислительные устройства, которыми являются смартфоны и планшетные компьютеры. Эти мобильные гаджеты используются в профессиональной деятельности для связи, хранения баз, данных и GPS-навигации. Но их возможности гораздо шире и было бы полезно задействовать смартфоны и планшетники для работы с результатами измерений.
Это дает следующие основные преимущества:
- снижение общей стоимости и общей массы оборудования, имеющегося у электрика;
- наличие разных данных в одном устройстве, например, географического местоположения объекта и результатов измерения на нем;
- отсутствие необходимости в дополнительном обучении, так как мобильное устройство имеет пользовательский интерфейс, уже хорошо знакомый сотруднику.
Использование Bluetooth-адаптера
Мобильные устройства имеют беспроводные интерфейсы. Подключив измерительный прибор к смартфону или планшетному компьютеру через такой интерфейс и установив на компьютер специальное программное обеспечение, можно получить мобильный измерительный комплекс.
Но здесь возникает проблема. Дело в том, что измерительные устройства до сих пор оснащаются ИК-интерфейсом, а не Bluetooth. И причина здесь не только в том, что разработчикам измерительного оборудования свойственен некоторый консерватизм. Для обмена данными между устройствами в измерительном комплексе обычно используется интерфейс RS-232C (известный пользователям персональных компьютеров как «COM-порт»), который легко реализуется в простейшей схеме ИК-адаптера. Для реализации RS-232C через Bluetooth требуется программная реализация виртуального COM-порта, что значительно усложняет и удорожает оборудование.
Тем не менее, уже почти 10 лет, как ИК-интерфейс вышел из употребления в мобильных компьютерах. Как тогда соединять их с измерительными приборами? Проблема настолько насущная, что, когда в 2013 г. компания Agilent Technologies выпустила решающий ее ИК-Bluetooth адаптер U1177A, то этот продукт сразу же был удостоен авторитетным американским журналом Electrical Constructions & Maintenance звания «Продукт года».
Адаптер U1177A предназначен для работы с цифровыми мультиметрами Agilent Technologies серий U1230, U1240, U1250 и U1270, а также токовыми клещами серии U1210.
Устройство размерами всего 39x71x37 мм и весом 60 г крепится сзади мультиметра (для мультиметров серии U1240 требуется специальный кронштейн, приобретаемый отдельно), его ИК-датчик прикладывается к окну ИК-порта измерительного устройства. Адаптер поддерживает протокол Bluetooth 2.1, дальность связи может достигать 10 м. Питается U1177A от двух элементов AAA, их хватает на 30 часов работы.
Для адаптера U1177A компания Agilent Technologies разработала два бесплатных приложения на платформе Android: Mobile Logger и Mobile Meter. Первое из них позволяет строить графики изменения параметров, а также отсылать SMS или e-mail при наступлении заданных событий. Кстати, Mobile Logger выпускается и в варианте для компьютеров, работающих под Windows, в качестве плагина для стандартного программного обеспечения Agilent Technologies. Второе приложение позволяет одновременно отслеживать данные измерений от трех устройств. Очень ценная функция, позволяющая не бегать от прибора к прибору и не ставить помощника рядом с одним из мультиметров, чтобы он сообщал данные измерений. Оба приложения способны работать как на смартфонах, так и на планшетных компьютерах, тем не менее, для Mobile Logger планшет предпочтительнее из-за больших размеров экрана.
Компания CEM выпускает промышленный профессиональный мультиметр DT-9979, оснащенный встроенным Bluetooth-модулем. На Android-устройство, которое используется совместно с CEM DT-9979, устанавливается приложение Meterbox. В том случае, если высокоскоростное соединение с Интернетом установить невозможно или эта опция отключена пользователем, программа осуществляет статистическую обработку на локальном мобильном устройстве. При наличии активного высокоскоростного соединения с Интернетом, автоматически подключаются облачные сервисы. Данные высылаются в «облако», где они обрабатываются по более сложным алгоритмам, чем на локальном устройстве. Облачные сервисы позволяют перевести на новый уровень взаимодействие нескольких специалистов, а также контроль в компании, где используются такие измерительные приборы. Данные измерений записываются и сохраняются в «облаке», при необходимости руководитель или же иной уполномоченный специалист может легко получить к ним доступ из любого места, где есть Интернет.
Осциллографы на базе Android-устройств
Давно известны так называемые USB-осциллографы, обработка сигнала в которых осуществляется главным образом компьютером, также задействован его дисплей для отображения информации. При скорости передачи данных для интерфейса USB 2.0 до 480 Мбит/с, а в более современной версии USB 3.0 — до 5 Гбит/с, никаких проблем с передачей информации из внешнего блока в компьютер не возникает.
Для того, чтобы к планшетному компьютеру или смартфону можно было подключить USB-осциллограф, мобильный компьютер должен иметь полноценный USB-порт (хост). Подавляющее большинство смартфонов и планшетников такого порта не имеют, осциллограф может подключаться к ним через интерфейсы Bluetooth и Wi-Fi.
Осциллографы с интерфейсом Wi-Fi выпускаются, но их программное обеспечение рассчитано только на работу под операционными системами, используемыми на настольных компьютерах и ноутбуках. Это связано с высокой стоимостью таких осциллографов, что ограничивает сферу их применения в основном авторемонтными мастерскими.
Менее дорогой вариант — осциллограф с Bluetooth. Но здесь встает проблема низкой скорости передачи данных через этот интерфейс. Теоретически она не превышает 24 Мбит/с, а практически в большинстве устройств составляет 1– 2 Мбит/с. Отсюда родилось мнение некоторых специалистов, что хороший осциллограф с Bluetooth интерфейсом создать невозможно.
Тем не менее, с 2009 года энтузиасты в разных уголках планеты создавали свои модели Bluetooth-осциллографов, благо, элементная база для этого существовала. И, вот, наконец, в 2013 году маленькая венгерская фирма E-Way+ начала серийный выпуск осциллографа BlueDSO с интерфейсами USB и Bluetooth.
Недостатком этого осциллографа, по-видимому, обусловленным малой пропускной способностью интерфейса Bluetooth, является невозможность полноценной работы с частотами выше 1 МГц. Для радиотехнических применений это серьезная проблема. Но применительно к практическому использованию в электротехнике полосы частот до 1 МГц, вполне достаточно.
BlueDSO умещается на ладони. К сожалению, автономного питания он не имеет, при работе с настольным компьютером или ноутбуком питание подается через USB. При работе с мобильным компьютером через Bluetooth к устройству необходимо подключить USB блок питания.
Bluetooth-интерфейс имеет портативный осциллограф-мультиметр CEM DT-9989. Этот осциллограф с автономным питанием представляет собой самодостаточное устройство, оснащенное встроенным дисплеем. Обработка сигнала происходит в основном внутри осциллографа, что позволяет при рабочей полосе частот до 10 МГц передавать данные по Bluetooth со скоростью всего 9,6 кбит/с. Для CEM DT-9989 также доступны облачные сервисы через приложение Meterbox.
Осциллограф на базе iOS-устройств
Американская компания Oscium выпускает две модели приставок-осциллографов — iMSO-104 и iMSO-204, которые подключаются к Apple iPhone и Apple iPad через разъем для док-станции. Рабочая полоса частот достигает 5 МГц. iMSO-104 имеет один, а iMSO-204 — два аналоговых канала. Наряду с этим приставки имеют по 4 цифровых канала.
Осциллографы, полученные соединением Apple iPad и приставки Oscium, могут делать «снимки» экрана и высылать их по e-mail, осуществлять математическую обработку результатов измерений.
«Снимки» экрана могут быть высланы руководству для отчета или же, например, для консультации с более опытным специалистом. К недостаткам продукции Oscium можно отнести малый диапазон входных напряжений (от –40 до +40 В) и отсутствие режима измерения тока. При этом нестандартные входные разъемы не позволяют подключать аксессуары, понижающие измеряемое напряжение.
Использование датчиков мобильных устройств
Описанные в статье комплекты из приставок и соответствующего программного обеспечения, объединяет то, что к компьютеру добавляются узлы, от которых зависит точность измерения. В данном случае это аналого-цифровой преобразователь, прецизионные делители напряжения, шунтирующие сопротивления и т.п.
Кроме этого, существует немалое количество программ, которые делают измерения с помощью датчиков, встроенных в мобильный компьютер.
Так, например, предлагается измерять с помощью мобильного устройства:
- магнитную индукцию (что позволяет осуществлять поиск предметов из магнитных металлов, расположенных на расстоянии до 3 см от смартфона, по увеличению магнитной индукции при приближении к ним);
- уровень шума;
- освещенность.
Для этих измерений используются, соответственно, встроенные компас, микрофон и камера мобильного устройства.
Следует отметить, что такого рода программы могут дать только очень приблизительную оценку. Поэтому их не следует использовать в профессиональной деятельности электрика. На бытовом уровне можно оценить, есть ли смысл жаловаться местным властям на шум от стройки или недостаточно освещенные улицы. Но даже при таком использовании программы дадут сколь-нибудь достоверную оценку только в том случае, если была произведена калибровка по профессиональному прибору. В противном случае полученные данные могут в несколько раз отличаться от реальных, так как разброс параметров компонентов, например, у смартфона, гораздо больше, чем у специализированного измерительного прибора. Например, опыт использования одной из программ-люксметров для iPhone без калибровки показал, что она может давать результаты измерений, отличающиеся до 4 раз от реальных значений.
Поэтому программы, осуществляющие измерения встроенными датчиками мобильного устройства, полезны в основном как иллюстрация законов физики, как средство приобщения широких масс к научной и инженерной деятельности. Но для осуществления измерений в профессиональных целях к компьютеру должны быть подключены дополнительные устройства.
Алексей Васильев
Смартфон или планшетник, оснащенный камерой, может принести пользу электрику и без установки каких-либо приложений. Наведя камеру мобильного устройства на источник света, можно обнаружить пульсации, которые незаметны невооруженным глазом, но, тем не менее, оказывают на человека негативное действие. При коэффициенте пульсаций более 5% изображение будет мерцать на дисплее устройства. Это свойство цифровой камеры оказывается очень полезным, например, при выборе светодиодных ламп. Попросите продавца показать, как лампа светит, и проверьте с помощью смартфона ее на пульсации.
Статья опубликована в журнале «Электротехнический рынок», № 2 (56), 2014
