要約：このアプリケーションノートでは、基本的なiButtonデータロガーの定義を行い、これらの製品が温度や湿度のデータを追跡するためにどのように変化することができるかを示します。典型的なアプリケーションを紹介します。データロガーがどのように組み立てられ、テストされ、認定されて様々な安全性およびEMI関連の規格に合格するかを説明します。柔軟でプログラマブルな各iButtonデータロガーは、アプリケーションに必要なデータを収集するために、ユーザによる設定(｢ミッショニング｣と呼ばれるステップ)を行うように設計されています。ミッショニングのためのソフトウェアについて検討し、読者が入手できるようにします。データ表示のフォーマットを示します。 はじめに 企業は顧客に対して、自社の製品やサービスについて最高の品質と鮮度を保証する必要があります。これは多くの企業にとって、製品の寿命、サービスの期間、または製造と配達の各段階を通した、温度と湿度の追跡管理が極めて重要であることを意味します。こうした企業ニーズをサポートするため、ダラスセミコンダクタはいくつかのディジタル温度計と温度/湿度データロガーを設計しました。 ディジタル温度計 DS1920 iButtonは、周囲の環境または自分が添付されている対象物の温度を読み取るディジタル温度計です。1-Wire®プローブをDS1920に触れさせるだけで、-55℃～+100℃の範囲で測定された周囲の温度が明らかになります。 温度データロガー Thermochron®ファミリのiButtonは、温度の変動に弱い製品と一緒にどこにでもついて行く、グローバルにアドレス可能な専用の｢トラッカー(追跡者)｣です。小型で耐久性のあるThermochronは、時間と温度を監視し、データを格納します。データは簡単にアップロードして分析することができ、製品に熱的ダメージが生じる可能性を検出します。 いくつかのiButtonから選択することができます。 DS1921G、DS1921H、およびDS1921Zは、標準型Thermochronです。DS1922L、DS1922T、および1-WireチップDS2422は、より多くのロギング用メモリを備え、精度と分解能が増大した大容量型Thermochronです。 Thermochronに組み込まれているコンピュータチップには、1-Wireトランスミッタ/レシーバ、グローバルに一意なアドレス、温度計、時計/カレンダー、熱履歴ロギング、およびユーザデータ(出荷送り状など)を格納するための512byteの補助メモリが集積化されています。再利用可能なThermochronは、10年以上にわたってデータを記録します。 ディジタル湿度計 当社のHygrochron™ iButton (DS1923)には、Thermochronの温度ロギング機能に加えて、組込みの湿度センサが追加されています。Hygrochronの上蓋にある小さな開口部には特殊なフィルタが使用されており、水蒸気は通過して内部の湿度センサに到達しますが、液体相の水は弾かれます(図1)。Hygrochronは温度と湿度の両方のデータを収集し、相対湿度を時間の関数として記録します。 図1. Hygrochronデータロガーのイラスト。容器の小さなサイズと、外部フィルタを通して水蒸気がデバイス内部の湿度センサに到達する仕組みが示されている。 温度と湿度の両方が重要なアプリケーション(たとえば、食品、化学製品、粉末、空調システムなど)の場合、Hygrochronはこれまでに類のない性能を、信じられないほどコンパクトな可搬性の高いパッケージで提供します。 頑強なiButtonはほとんど何にでも取付け可能 16mmのiButton (ほぼ米国の10セント硬貨を5枚重ねた大きさ)は、壁面、瓶、荷物、箱、木枠、パレット、空輸コンテナ、冷蔵庫、セミトレーラ、鉄道貨車など、ほとんどどんな面にでも目立たないように取り付け可能です。iButtonのステンレススチールの装甲は、汚れ、湿気、手荒な扱いなどに良く耐えます。 EMC、安全性、および食品輸送の認定 当社のデータロギング用iButtonは、すべて独立研究機関による徹底したテストを受けており、FCCおよびCEの電磁適合性(EMC)試験に合格しています。DS1921G、DS1922H、DS1922T、およびDS1923は、UL913規格に沿ったUL安全性適合認定を受けています。これらの製品は、危険な場所で使用しても本質的に安全な機器として認定されています。最後に、DS1921GとDS1922HはEN12830欧州規格への適合を認定されています。これには、チルド、冷凍、急速冷凍/瞬間冷凍の各食品およびアイスクリームの輸送、保存、および配達に関する能力と適任性のテストが伴います。 万能データストレージ：ログとヒストグラムの書式 ThermochronおよびHygrochron iButtonは、一定時間の間隔で起動して、温度や湿度の測定値をタイムスタンプ付きで取得し、オンボードの｢データログ｣メモリにデータをログ形式で格納します。標準型Thermochron (DS1921G/H/Z)は、1分～255分の間隔で2048回の測定が可能です。大容量型Thermochron/Hygrochronは、1秒～273時間の間隔で8192回の測定が可能です。さらに、Hygrochronは温度と湿度の同時ロギングが可能であり、選択可能な分解能の設定を提供します。 図2. 典型的なログのグラフは、時間軸に沿った温度の追跡結果を示している。監視のスケジュールと温度範囲はユーザが設定する。 iButtonがどのようにデータをロギングするかは、ユーザが設定することができます。これをiButtonの｢ミッショニング｣と呼びます。典型的なミッショニングでは、いつ温度/湿度の読取りを開始するかを選択し、サンプリングレートを設定し、ハイとローのアラームスレッショルドを設定します(図2)。また、データログメモリが一杯になったときどうするか、デバイスにデータの記録を続けさせ、最も古いデータレコードから上書きしていくか(｢ロールオーバ｣と呼びます)、それとも単にロギングを終了させるかも決定します。iButtonのミッショニングが終われば、監視する対象物に付着させることができます。重大な温度/湿度への露出が発生するとイベントが記録され、製品の品質にダメージがあった場合に説明責任の割当てが可能になります。 標準型のDS1921G、H、およびZの各Thermochronは、各温度サンプルを同時にヒストグラムにも格納します。ヒストグラムのメモリは、DS1921Gでは2℃ごとの63本、DS1921H/Zの各デバイスでは0.5℃ごとの64本で構成されます。各ビンには、65,500件の温度読み値を最大10年にわたって保存できます。ヒストグラム方式のデータストレージは、長期的な監視を必要とする代わりにあまり厳密な精度は要求されないというアプリケーションに最適です。より大容量のThermochronおよびHygrochronシリーズにはヒストグラム機能がありませんが、ほぼ4倍近いデータロギングメモリを備えています。 Thermochron製品ファミリ 標準型ThermochronのDS1921Gは、-40℃～+85℃という広い温度範囲にわたって温度のロギングを行います。DS1921HとDS1921Zは、このデバイスの高分解能版です。DS1921Hは人間の温度範囲向けに、一方のDS1921Zは0℃付近で高分解能を必要とするアプリケーション向けに設計されています。基本的なデータロガーの仕様については、表1をご覧ください。 DS1922L、DS1922T、およびDS2422は、大容量Thermochronです。DS1922Lは-40℃～+85℃の温度を記録します。8192byteの温度ログを備え、-10℃～+65℃の範囲で精度を(ソフトウェアによって)±0.5℃に修正可能です。また、選択可能な8bit (0.5℃)または11bit (0.0625℃)の分解能を備えています。温度ログの値は、8bitまたは16bitを選択可能です。DS1922Lに良く似たDS1922T Thermochronは、より高い温度ロギング範囲(0℃～+125℃)を持っており、滅菌を伴う製造プロセスで使用することができます。DS1922Tの精度は、+20℃～+75℃の範囲でソフトウェアによって±0.5℃に修正可能です。 DS2422 Thermochronは1-Wireインタフェースを通して動作し、DS1922Lと同様の機能を備えています。しかし、24リード、300milのSOパッケージに封止されています。オプションのアナログ/ディジタルコンバータ(ADC)とチャージポンプに接続することで、DS1922によるアプリケーション固有のデータロガー構築が可能になり、たとえば湿度、圧力、明るさ、材料のストレスなどを監視することができます。 表1. iButtonデータロガーの基本仕様 Part Temperature Range (°C) Humidity Range Temperature Accuracy* (°C) Temperature Resolution (°C) Humidity Resolution Data Log Memory (Bytes) DS1921G -40 to +85 N/A ±1 0.5 N/A 2048 DS1921H-F5 -15 to 46 N/A ±1 0.125 N/A 2048 DS1921Z-F5 -5 to +26 N/A ±1 0.125 N/A 2048 DS1922L -40 to +85 N/A ±0.5, software correction (SC) 0.5 or 0.0625 N/A 8192 DS1922T 0 to 125 N/A ±0.5 (SC) 0.5 or 0.0625 N/A 8192 DS2422 -40 to +85 N/A ±0.5 (SC) 0.5 or 0.0625 N/A 8192 DS1923 -20 to +85 0 to 100% RH ±0.5 (SC) 0.5 or 0.0625 8-Bit (0.6%RH) or 12-Bit (0.04%RH) 8192 *この表で示した温度の精度は、その製品の温度範囲の大部分について有効です。全範囲の精度については、各製品のデータシートをご覧ください。 Thermochronのミッションニング ThermochronまたはHygrochron iButtonのミッショニングは、PCまたはハンドヘルドコンピュータを使用して行います。iButtonをBlue Dot™レセプタ(低コストなリーダインタフェース)に接続し、さらにそれをコンピュータに装着した1-Wireアダプタに接続します。このWebサイトでは、開始時間、サンプリングレート、およびアラームスレッショルドを設定するための、フリーの評価ソフトウェアを提供しています(この後のフリーの評価ソフトウェアのダウンロード方法参照)。 この低コストリーダインタフェースには、次のものが含まれています。 DS1402D-DR8 Blue Dotレセプタ DS9097U-S09 1-Wire/RS-232アダプタ または DS9490R 1-Wire/USBアダプタ 無料評価用ソフトウェアのダウンロード方法 無料評価用ソフトウェアのダウンロードには、2つの段階があります。まず第1に、1-Wireドライバ、version 4.00以上をインストールしてください。 このドライバはここからダウンロード可能であり、OneWireViewerのダウンロードとインストールを行うためのリンクが含まれています。これは、iButtonデータロガーファミリ全体をサポートするJava™プログラムです。もちろんこのソフトウェアは、PCに適切なハードウェアがインストールされていることを要求します。それには、1-WireアダプタをPCに装着し、Blue Dotレセプタをそのアダプタに接続し、ThermochronまたはHygrochronをBlue Dotに装着します。次に、OneWireViewerを実行して、iButtonのシリアル番号をクリックします。するとプログラム/ミッションウィザードが起動して、温度/湿度ロギングミッションの設定を行うための手順を案内してくれます。 簡単にまとめると、次のような手順になります。 クロックを設定する。 時間アラームを設定する。 サンプルレートを設定する。 温度/湿度アラームを設定する。 ミッション開始ディレイを設定する。 ミッションがいつ終了するか確認する。データロールオーバの有無を設定する。 完了 プログラマへの注：次の各キットに、Thermochron/Hygrochronのミッションニングとダウンロードを行うアプリケーション例が含まれています。 1-Wire SDK for Windows (Visual Basic)には、標準型Thermochronのサポートが含まれています。1-Wire Driversパッケージには、大容量型ThermochronおよびHygrochron用の.NETサポートが含まれています。 1-Wire API for Java (Java)にはOneWireViewer のソースコードが含まれています。 1-Wire Public Domain Kit (C)には、｢humalog｣プログラムとHygrochronおよび大容量型Thermochron用のソースコードが含まれています。また、標準型Thermochronをサポートするソースコード付きの｢thermodl｣プログラムも同梱されています。 スターターキットがご利用いただけます 短時間でThermochronを使える状態にしたい場合は、DS1921K Thermochron iButton Starter Kitをご利用ください。このキットには、Thermochron iButtonの設定を行い、結果データを参照するために必要な、すべてのハードウェアが含まれています。データを保存または他のアプリケーションにインポートすることも可能です。 このキットには、次のものが含まれています。 DS1921G Thermochron iButton DS9093F iButtonキーリングフォブアタッチメント DS9490R 1-Wire/USB変換アダプタ DS1402D-DR8 RJ-11コネクタ付きのBlue Dotレセプタ 取扱説明書 DS1921Kのスターターキットは、当社オンラインストアでご発注いただけます。 ThermochronのFAQ Thermochron FAQのセクションをご覧ください。 Thermochron/Hygrochronソリューション ThermochronおよびHygrochron製品を中心とするハードウェアおよびソフトウェアソリューションが、いくつかのパートナーによって開発されています。これには、PCとハンドヘルド両方のプラットフォームで動作するソフトウェア製品が含まれており、数千のThermochronに対して、ミッショニング、アップロード、およびデータ管理を行うことができます。ハードウェア製品は、Thermochronsのミッショニングを行いアラームステータスを読取るための小型の電子デバイスから、HACCPアプリケーション向けのデータ収集デバイスまで、多岐にわたります。パートナーの全製品を、オンラインのSolutions Searchでお調べいただくことができます。 1-WireはMaxim Integrated Products, Inc.の登録商標です。 Blue DotはMaxim Integrated Products, Inc.の商標です。 HygrochronはMaxim Integrated Products, Inc.の商標です。 JavaはSun Microsystems, Inc.の商標です。 ThermochronはMaxim Integrated Products, Inc.の登録商標です。 関連製品   APP 3892: Nov 01, 2006 DS1921G Thermochron iButton フルデータシート (PDF, 632kB) DS1921H 高分解能Thermochron iButton、温度範囲H：+15℃～+46℃、Z：-5℃～+26℃ フルデータシート (PDF, 636kB) DS1921Z 高分解能Thermochron iButton、温度範囲H：+15℃～+46℃、Z：-5℃～+26℃ フルデータシート (PDF, 636kB) DS1922L 8KBデータログメモリ付き、温度ロガーiButton フルデータシート (PDF, 676kB) DS1922T 8KBデータログメモリ付き、温度ロガーiButton フルデータシート (PDF, 676kB) DS1923 8KBデータログメモリ付き、Hygrochron温度/湿度ロガーiButton フルデータシート (PDF, 448kB) DS2422 8KBデータログメモリ付き、1-Wire®温度/データロガー フルデータシート (PDF, 664kB) 自動アップデート お客様が関心のある分野でアプリケーションノートが新規に掲載された際に自動通知Eメールの受信を希望する場合は、EE-Mail™にご登録ください。 We Want Your Feedback! フィードバックをお寄せください。 内容に満足されましたか、あるいは満足されていませんか？もっと良いページにできると思いますか？あるいは、単なるコメントでも結構です。フィードバックをお待ちしています。—マキシムはお客様からいただく訂正、提案を元に改善していきます。 このページを評価し、フィードバックを送信する。   ダウンロード、PDFフォーマット(74kB)  AN3892, AN 3892, APP3892, Appnote3892, Appnote 3892