수위기록계

수위기록계

1. 전자부품
   1. 기록계
   2. 수위센서
      1. 수위기록계 - 이 페이지
   3. 참조
      1. 압력계
2. 고정식 수위기록계
3. 이동식 수위기록계
   1. HOBO U20L-01 수위기록계
      1. Onset Computer Corporation https://www.onsetcomp.com/
         1. 데이터로거를 전문으로 제작한다.
      2. 데이터시트 - 8p
         1. 절대압력(Absolute Pressure)를 측정한다.
         2. 수심측정 범위. 해수면이 기준이 아닌 담수인 경우 고도를 고려해야 한다.
            1. U20L-01 모델: 0~207kPa, 이는 해수면에서 9m(30ft)까지
            2. U20L-02 모델: 0~400kPa, 이는 해수면에서 30.6m(100ft)까지
            3. U20L-04 모델: 0~145kPa, 이는 해수면에서 4m(13ft)까지
      3. HOBO U20L-01 Water Level Logger, onset, 0-9m, 미국조립
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           오른쪽이 엔드캡. 끈으로 달아서 위를 향한다.

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           아랫쪽 물이 들어가는, 압력 측정 구멍

      4. IR통신
         1. 필요 액세서리
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         2. IR통신을 하려면 방수 엔드캡(end cap)을 풀어야 한다.
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              반투명 창으로 IR통신을 한다.

         3. 수광소자( 포토다이오드;PD) 및 발광소자( IR LED)
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              5핀 IC(AD0J)은 PD용 앰프일 듯.

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              포토다이오드는 이중몰딩(오렌지색 몰딩+투명몰딩)하였다. 오렌지색 이상 파장(600nm이상)만 받기 위해서(?)

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              왼쪽 IR LED 다이 크기는 오른쪽 포토다이오드에 비해 훨씬 작다.

      5. U2X, 보호 하우징(U2X Protective Housing). 물 속에 막대기를 설치하고 이 보호하우징을 묶어 사용한다.
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           하양통 재질은 PVC 수지

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      6. 분해
         1. IR통신을 하는, 오링 두 개 사용한 방수 투명창을 뽑으면. 꽤 무거운 U자형 스테인리스 스틸 추, 실리카겔 등이 나온다.
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         2. 회로보드는 뽑혀 나오지 않는다. (이론적으로 힘차게 뽑으면 뽑혀야 한다.)
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         3. 금속 물체 2개(황동과 스테인리스스틸). 공기중에서는 154g, 물속에서는 54g을 유지하기 위한 추. 수직으로 적절히 서 있기 위해 위쪽에 황동추.
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              엔드캡에서 나온 황동추

         4. 실리카겔 문서에서 자세히 관찰
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      7. 압력센서 트랜스듀서(신호처리 IC가 없다는 뜻)
         1. 제조회사 및 제품 정보
            1. 스위스 Metallux , https://www.metallux.ch/
            2. ME501 데이터시트 - 4p
               1. flush diaphragm(플러시 다이아프램;유체가 닿는 부분을 세척할 수 있도록 노출되어 있는 형태)이다.
               2. 얇은 알루미나 기판 다이아프램을 사용했다.
               3. 압전저항(Piezoresistive) 측정 방식이다.
               4. laser-adjustable PTC resistor를 사용해서 온도변화에 따른 선형성을 향상시켰다.
         2. 압력 측정부를 발견하기 위해, 맨 아래 부위를 잘랐다.
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              물이 들어가는 구멍

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              오링 2개

         3. 압력센서를 하우징에 고정 및 전선 인출
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              internal 리테이닝 링 및 바닥에 오링

         4. 물과 닿은 알루미나 기판 다이아프램
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              중심에 진공을 만들기 위한 배출구멍이 있다.

         5. 뒷면
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              P24889 1-bar

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              중심에 진공형성 후 배출구를 막은 허메틱용 솔더가 있다.

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              레이저 트리밍

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              솔더를 제거하면. 중심에 진공형성용 배출구가 있다.

         6. 어느 신호선 1번 기준으로 2,3,4,5번 저항값. 압력면을 손가락으로 눌러도 전혀 변하지 않는다.
            1. 7918.7Ω, 0.3Ω, 7434.8Ω, 9801.8Ω
         7. 단선을 사용하는 리본전선. 인장강도가 강하므로 압력센서를 뽑아낼 힘이 충분할 듯. 뽑아내야 배터리만 교체해서 재사용할 수 있다.
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      8. 내부 회로
         1. 이렇게 뽑아내야, 재사용할 수 있다.
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         2. 메인보드 윗면 아랫면
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              NTC 온도센서 10kΩ @25'C

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         3. 주요 IC 4개
            1. PIC16F88-i/SS: 8-bit 마이크로칩 테크놀로지 MCU
            2. 24LC512-i/SM: 마이크로칩 테크놀로지, 512 Kb EEPROM, 64KB로 약 21,700점의 압력과 온도기록 가능
            3. AD7788: 16-Bit, Single-Channel, Ultra Low Power, Sigma-Delta ADC
            4. AD8552: dual op amp.
            5. 사진
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         4. 캔 납땜하여 고정시킨 실린더형 금속패키지 튜닝포크 수정공진기
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         5. 리드 스위치. 아마 IR통신용 액세서리를 끼우면 이 스위치가 동작할 듯.
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              마킹 B G4

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              자석을 5mm 정도 거리로 갖다대면 ON 된다.

      9. 1차-ER 배터리, Tadiran TL-5955, size 2/3AA(=ER14335), 3.6V, Nominal capacity 1.5Ah(@1.3 mA, to 2V)
         1. 이 기록계에서, 1분 이상 간격으로 기록하면 5년 수명
         2. 현재 오픈 측정 전압은 3.6V
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              2015년 6월 제조(?)

      10. 소감
          1. 1회용 배터리를 사용한다. 약 7년 사용(또는 보관)하면 버려야 한다. 아니면 높은 비용을 지불하여 재생을 해야 한다.
          2. 직관적으로 데이터를 전송받을 수 없다. 전용 통신장치 및 소프트웨어를 사용해야 한다.