RS232, Ethernet, USB, Wi-Fi of Bluetooth LE: een weegschaalinterface kiezen

Weegschaalinterfaces in één oogopslag vergeleken

Voor een weegschaal aan boord is Ethernet de standaardkeuze voor permanente integratie met netwerken en software, RS232 voor eenvoudige point-to-point verbindingen naar printers, displays en oudere apparatuur, USB voor configuratie en korte verbindingen met een nabijgelegen apparaat, en Wi-Fi of Bluetooth LE voor draagbaar gebruik met tablets en telefoons waar kabels onpraktisch zijn. De juiste keuze hangt af van afstand, hoeveel apparaten de verbinding delen, en hoe nat, elektrisch ruis-gevoelig en met metaal omsloten de locatie is.

Afstanden zijn typische limieten uit de hieronder aangehaalde normen en interfaceliteratuur; praktische limieten op een vaartuig zijn vaak korter door ruis, connectoren en stalen structuren.

RS232: eenvoudig, kort en nog steeds nuttig

RS232 is een ongebalanceerde, point-to-point seriële interface die nuttig blijft voor het verbinden van een weegschaal met één nabijgelegen apparaat, zoals een labelprinter of een afstandsdisplay, met minimale configuratie.

Volgens een toepassingsnota van Texas Instruments vereisten oudere versies van de norm 19,2 kbps bij een kabellengte van 50 voet (ongeveer 15 m), terwijl moderne revisies een minimum van 19,2 kbps specificeren bij een capacitieve last van 2.500 pF, zodat de maximale lengte afhangt van de capaciteit per meter van de kabel. Zenderlogicaniveaus liggen tussen ±5 V en ±15 V, en ontvangers moeten ±3 V correct interpreteren.

• Aan boord: houd trajecten kort, gebruik afgeschermde kabel, leid deze weg van stroomkabels en motoraandrijvingen, en overweeg galvanisch geïsoleerde converters waar apparatuur wordt gevoed vanuit verschillende circuits.
• Gegevensformaat: RS232 definieert elektrische signalen, niet de inhoud. Baudrate, databits, pariteit, stopbits en het tekstformaat van de gewichtsstring moeten aan beide uiteinden overeenkomen.
• Langere afstanden: RS485 gebruikt differentiële signalering en ondersteunt multi-drop bussen; de TI RS-485 ontwerpgids geeft een maximale kabellengte van 4.000 voet (ongeveer 1.200 m) bij 100 kbps en tot 32 unit loads.

Ethernet: de ruggengraat voor integratie

Ethernet verbindt weegschalen, sorteermachines en computers in een scheepsnetwerk, ondersteunt veel apparaten tegelijk en draagt moderne protocollen zoals HTTP-API's en MQTT, wat het de standaardkeuze maakt voor permanente installaties.

Twisted-pair Ethernet zoals gespecificeerd in IEEE 802.3 ondersteunt segmenten tot 100 m tussen een apparaat en een switch; langere afstanden gebruiken extra switches of glasvezel. Snelheid is zelden een beperking voor weeggegevens. De praktische problemen op een vaartuig zijn fysiek:

• Standaard RJ45-stekkers zijn niet verzegeld. Gebruik in natte gebieden connectoren en kabelwartels met een geschikte IP-classificatie, of termineer kabels binnen een verzegelde behuizing.
• Gebruik afgeschermde kabel waar trajecten in de buurt komen van apparatuur met hoge stroom zoals lieren, hydrauliek en frequentieregelaars.
• Plan het netwerk: vaste IP-adressen of gereserveerde DHCP voor weegschalen, een apart segment voor operationele apparatuur, en een switchlocatie die droog blijft.

Zodra een weegschaal op Ethernet is aangesloten, kan software de API gebruiken; zie Weegschalen integreren met uw software via een API.

USB: configuratie en korte lokale verbindingen

USB wordt het best gebruikt voor korte, lokale verbindingen: het configureren van een weegschaal vanaf een laptop, het uploaden van labelontwerpen naar een printer, of het overzetten van gegevens naar een nabijgelegen computer.

De USB 2.0-specificatie (USB Implementers Forum) ondersteunt high-speed gegevens bij 480 Mbit/s over kabels tot 5 m; langere trajecten hebben hubs of actieve verlengkabels nodig. Op een vaartuig zijn de zwakke punten de consumentenconnectoren, die niet waterdicht zijn en niet vergrendelen, en het host-apparaatmodel, waarbij een pc of tablet de verbinding moet besturen. Verzegelde of paneel-gemonteerde USB-connectoren helpen waar een poort toegankelijk moet zijn in een nat gebied.

Draadloos: Wi-Fi en Bluetooth LE op een stalen vaartuig

Draadloze verbindingen elimineren kabels die kunnen beschadigen of corroderen, maar stalen schotten, dekken en water verzwakken radiosignalen sterk, dus draadloos werkt het best binnen één open ruimte en moet worden getest op de installatielocatie.

Wi-Fi

Wi-Fi (de IEEE 802.11-familie) laat tablets, laptops en telefoons verbinding maken met een weegschaal via een lokaal netwerk, vaak rechtstreeks via een access point ingebouwd in de weegschaal of de indicator. Het draagt genoeg gegevens voor browsergebaseerde interfaces en API's. Houd rekening met het feit dat een stalen dek of schot tussen de weegschaal en de gebruiker het signaal volledig kan blokkeren, en dat de 2,4 GHz-band wordt gedeeld met Bluetooth en andere apparaten.

Bluetooth LE

Bluetooth Low Energy is ontworpen voor laag verbruik en verbindingen met kort bereik naar telefoons en tablets. De Bluetooth SIG beschrijft het effectieve bereik als alles van minder dan een meter tot meer dan een kilometer, afhankelijk van de radio, zendvermogen, ontvangergevoeligheid, antenne en padverlies, en merkt op dat obstakels waaronder metaal en vocht het bereik verminderen (Bluetooth SIG: Understanding Bluetooth range). Op een visserijdek, met staal eromheen en mensen en nat product in het pad, ontwerp voor korte afstanden en verifieer de verbinding ter plaatse.

Kiezen op basis van de toepassing

Kies de interface op basis van de taak die de verbinding moet vervullen, niet op basis van de lijst met poorten op de weegschaal.

Voor de verbinding van het vaartuig naar de wal, zie Data van schip naar wal: connectiviteitsopties voor vissersvaartuigen.

Installatiechecklist voor natte, luidruchtige omgevingen

1. Selecteer connectoren en kabelwartels met een beschermingsgraad die geschikt is voor afspoeling, zoals gedefinieerd in IEC 60529, en houd ongebruikte poorten afgedekt.
2. Leid datakabels apart van stroomkabels en weg van frequentieregelaars, liermotoren en hydraulische pompen.
3. Gebruik afgeschermde kabel en aard de afscherming op één gedefinieerd punt, tenzij de fabrikant van de apparatuur iets anders voorschrijft.
4. Gebruik galvanische isolatie tussen apparatuur op verschillende stroomcircuits om aardlussen te voorkomen.
5. Plaats switches, converters en printers in droge, geventileerde behuizingen.
6. Label beide uiteinden van elke kabel met het apparaat en de poort.
7. Test de draadloze dekking op de werkpositie met de stalen structuren van het vaartuig aanwezig.
8. Documenteer instellingen: IP-adressen, baudrates, gegevensformaten en koppelcodes.

Materiaal- en behuizingskeuzes worden verder besproken op de hub hygiëne en materialen.

Hoe WPL dit aanpakt

WPL-weegschalen bieden meerdere interfaceopties, zodat de verbinding kan worden afgestemd op de toepassing. De M2 Series Marine Scale maakt verbinding via USB, RS232 en Ethernet met printers, etiketteerapparatuur, netwerken en software, met Bluetooth LE en de WeightControl IOT-module als opties. De M5- en M6-platformweegschalen bieden RS232, Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth LE en USB, evenals afstandsdisplays, relaisborden en digitale I/O. De M3 biedt Bluetooth LE en USB. WeightControl kan worden bereikt vanaf een laptop of tablet via het ingebouwde access point van de weegschaal. Voor het volledige overzicht, zie de hub gegevensintegratie.