Elitech RC-4 Temperature Logger

flash2b

Special Member

Elitech RC-4 Temperature Logger
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/rc4%20verpakking.jpg

Achtergrond
Tijdens het uitvoeren van een nauwkeurige meting, is het belangrijk om de temperatuur van het te meten object en de meter te bepalen. De gespecificeerde waarde van een component of de precisie van een meetapparaat is meestal opgegeven bij een bepaalde temperatuur of temperatuur range. Nu is het bepalen van de temperatuur niet zo moeilijk, maar het wordt lastiger als gedurende een langere tijd wordt gemeten en mogelijk de omgeving temperatuur niet constant is. Een temperatuur logger, die regelmatig de temperatuur meet en het tijdstip van meting vastlegt, biedt dan een oplossing.

Temperatuur meten én loggen kan met de meer geavanceerde bench multimeters maar ook met de duurdere handheld multimeters. Het vervelende is dan echter dat die multimeter niet beschikbaar is voor andere metingen omdat hij langdurig aan het loggen is.

Na wat zoeken op internet, kwam ik als oplossing speciale Temperatuur Loggers tegen die over een langere periode (seconden tot jaren) temperatuur kunnen meten met instelbare meet interval. Meestal worden deze loggers voor koeling en voedsel controle gebruikt, maar het meetbereik maakt ze ook geschikt om temperatuur vast te leggen bij andere experimenten.

Om te bepalen of zo’n Temperatuur Logger ook geschikt is voor langdurige elektronica gerelateerde meetsessies, zoals het nauwkeurig bepalen van de exacte waarde van een precisie weerstand, heb ik er een gekocht om wat ervaringen en beperkingen te onderzoeken.

Mijn minimale eisen waren: :

  • Nauwkeurigheid: 1°C
  • Instelbaar meet interval van seconden tot uren
  • Externe temperatuur sensor
  • Stand-alone bruikbaar (zonder computer) met batterij voeding die lang mee gaat
  • Uit leesbaar via USB met behulp van een Windows 10 64bit computer
  • Goedkoop, prijs onder de €25

Degene die ik heb onderzocht én aan al mijn eisen voldeed is de Elitech RC-4.

De specificaties zijn via de link hierboven te lezen, maar in het kort:

  • Nauwkeurigheid: 1°C
  • Resolutie: 0.1 °C
  • Temperatuur bereik: -30 °C - +60 °C interne sensor, en -40 °C - +85 °C externe sensor
  • Opslag capaciteit: 16000 punten (maximaal)
  • Record interval: 10 sec tot 24 uur (instelbaar)

Deze specificaties maken het geen super nauwkeurige thermometer, maar ze zijn ook niet echt slecht. Bovendien voldoet het RC-4 model aan mijn eis van een interne én externe NTC sensor, wat bij veel andere modellen in deze prijsrange niet aanwezig is. Een externe sensor is erg handig om aan het te meten object te bevestigen. Via de display kan ook de gemeten temperatuur direct af te lezen.

Hardware
De hardware van de Elitech RC-4 bestaat uit een Renesas/Nec UPD78F0411 microcontroller, een SiLabs 2102 UART-USB en een ST M2456 EEPROM. De voeding is een CR2450 (560mAh) batterij die, volgens de fabrikant, 1 jaar mee gaat bij een meet interval van 15 minuten. Een teardown van de hardware is op Youtube te vinden.

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/rc4%20unit%20en%20probe.jpg

Software
De manual en de software is bij de fabrikant te downloaden. Via de Chinese site is ook nog andere software ElitechLog V3.0.0., met een beetje geduld, voor Windows en Mac te downloaden.

De software installatie is zeer eenvoudig want de installer installeert zowel de UART-USB driver als de Data Management software. Een video impressie van de software is op Youtube te vinden. De software is gemaakt met het .Net 4.0 framework van Microsoft.

De software verdient kwa uiterlijk geen schoonheidsprijs en ook zijn de meldingen en layout niet altijd even mooi uitgelijnd. Kwa functionaliteit is echter alles aanwezig inclusief een database waar verschillende metingen (van verschillende loggers) kunnen worden opgeslagen (erg handig). Min puntje is wel dat de uitvoer naar Excel niet het veel compactere XLSX formaat gebruikt en dat e-mail functie geen TLS voor de uitgaande server ondersteunt. De software draait verder prima op mijn computer met Windows 10 64bit. Er is trouwens ook een OpenSource uitleesscript in Python beschikbaar welke op Github te vinden is voor de liefhebber.

Gebruik
Nadat de RC-4 is voorzien van een verse CR2450 batterij en de software is geïnstalleerd, kan deze via de mini USB naar USB kabel worden aangesloten en wordt direct herkend. De eerste keer moet via het menu “Parameter Set” de logger worden ingesteld welke ook de systeem datum/tijd en omschrijving van de logger configureert. In dit menu kan ook het meet interval worden ingesteld en tal van andere zaken.

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/rc4%20software%20parameter%20set.png

Elke logger heeft een uniek serie nummer wat handig is als je er meer dan één logger wilt gebruiken. Ook kan de temperatuur worden gekalibreerd door een correctie factor in te stellen. Nadat de instellingen met “Save” in de logger zijn opgeslagen kan deze weer los van de computer maar hij mag ook aangesloten blijven. Het loggen word gestart door de knop op de logger meer dan 4 sec ingedrukt te houden.

Test
Ik heb voor deze test primair gefocusseerd op het meten van temperatuur. Het tegelijkertijd meten van een gerelateerde waarde (weerstand, stroom of spanning) die later gecorreleerd moet worden heb ik in deze test achterwege gelaten. Dit correleren komt later in dit topic wél voorbij.

Mijn test setup bestaat uit een draadgewonden weerstand waar ik een bepaalde stroom doorheen laat lopen, deze stroom warmt de weerstand op gedurende een bepaalde tijd lang. De externe temperatuur sensor is middels een trekband aan de weerstand bevestigd. De logger bepaalt de temperatuur elke 10 seconden.

De eerste test is uitgevoerd zonder externe koeling, de tweede met.

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/rc4%20test%20setup.jpg

Resultaat
Hier zijn de grafieken en output files in PDF en XLSX (ik heb de XLS handmatig omgezet in XLSX omdat het een stuk kleiner is).

Zonder FAN:
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/rc4%20graph%20resistor%20without%20fan.png

PDF:

RwithoutFAN.pdf

XLSX:

RwithoutFAN.xlsx

Met FAN:
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/rc4%20graph%20resistor%20with%20fan.png

PDF:

RwithFAN.pdf

XLSX:

RwithFAN.xlsx

Zowel de grafiek als de numerieke output is bruikbaar resultaat. Er is met de gegevens goed te zien wat er gebeurt en ook het effect van de externe koeling is zichtbaar.

Conclusie
Mijn conclusie is dat deze Temperature Logger geschikt is voor elektronica meetsessies zoals hierboven in de sectie achtergrond is beschreven. De logger doet wat hij moet doen en is handig in gebruik. De software heeft wat scherpe kantjes en is niet perfect maar werkt verder prima.
Deze Elitech RC-4 biedt veel waar voor zijn geld en het is aan eenieder om te kiezen of het gebruik van een logger iets toevoegt tijdens meet experimenten. Ik ben in ieder geval tevreden met de logger én het resultaat.

flash2b

Special Member

Na een uitgebreide praktijk test, zijn mijn slot opmerkingen:

  • De klok nauwkeurigheid van de logger is prima, een gelijkloop van minder dan 1 sec per 24 uur is tijdens het testen vastgesteld.
  • Na één week gebruik van de logger heb ik geen rare dingen vastgesteld en heeft hij probleemloos gefunctioneerd.
  • De logger levert extra inzicht over de omstandigheden tijdens de uit te voeren meting. Met de output zijn prima grafieken te maken, zoals hieronder te zien is.

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/result%20graph%20vref10v.png

miedema

Golden Member

Ha Flash2b,

Leuk dat je deze temperatuur logger hebt uitgeprobeerd!

In mijn situatie wil ik bij het loggen van spanningen of weerstanden graag temperaturen mee loggen.
Om tempco te corrigeren, of te kunnen zien of die wellicht van invloed zijn.
Dat betekend al snel dat ik met meer meters wil loggen dan ik beschikbaar heb :-)

Deze aparte logger zou daarvoor zeker een uitkomst kunnen zijn.
Wel moet hij dan (in Excel) te synchroniseren zijn met de andere metingen. Dus z'n klok moet niet teveel afwijken.
Kun je in dat verband de interne klok van de logger gelijk zetten met de PC clock?

Dat de software niet perfect is vindt ik van minder belang. Zolang ik redelijk handig de meetdata kan exporteren om in m'n Excel meet sheet in te voeren ben ik gelukkig.

Mooi dat je een afwijking van de temperatuur sensor met een correctiefactor kunt corrigeren! Scheelt achteraf weer een stapje in Excel.

groet, Gertjan.

flash2b

Special Member

De klok wordt op het moment van activeren gesynchroniseerd met de klok van de PC waar de software op draait. Nadat het loggen is gestopt en de resultaten zijn verwerkt, moet de logger opnieuw worden activeert door de software.

Ik zal proberen te bepalen hoeveel de klok afwijkt na een langere periode (een week).

miedema

Golden Member

Ha flash2b,

Sjiek dat de klok automatisch gelijk gezet wordt bij het activeren!

Qua gelijkloop is mij betreft is 24 uur wel genoeg :-)

Wat een leuke praktijktest zou zijn iets loggen met je 8845A, en tegelijk temperatuur, met dezelfde interval. Dan beide in dezelfde Excel importeren, en kijken in hoeverre je de tijden gelijk kunt houden...

groet, Gertjan.

flash2b

Special Member

Logger clock gesynced op 28-6-2018 00:14
Logger clock geverifieerd op 4-7-2018 10:32:16 (t.o.v. NTP)

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/clock%20difference.png

Verschil 6 seconden in 6,43 dag, dus gelijkloop afwijking iets van 1 seconde per dag.

miedema

Golden Member

Ha flash2b

Wat mij betreft is dat meer dan goed genoeg!
Zeker met een minimale interval van 10sec. zal de data uit de logger in Excel prima gelijk te leggen zijn.

Uiteindelijk is temperatuur iets dat slechts langzaam verloopt, dus wat slip zou sowieso geen probleem zijn.

Ik zou wel de variant met extra RH meting willen kopen.
Heb je daar een link voor?

groet, Gertjan.

flash2b

Special Member

Het loggen op mijn Siglent SDM3055 kan in datetime en elapsed time:
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/sdm3055%20measure%20control.jpg

Helaas is het log interval niet in te stellen, maar zoals uit de log file blijkt is het 5 samples per seconde.

2018-07-04_121356332_DC Voltage(V).csv

Dus voor 50 metingen van de SDM3055 heb ik één corresponderende waarde van de Elitech RC-4.

Nu nog een cursus Excel :-)

Lambiek

Special Member

Wat jij nu doet, doe ik via Profilab. Daar zit ook een schrijver in en de data kan ik direct naar Word of Exel laten schrijven.

Maar wel een leuk loggertje zo te zien. :)

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
miedema

Golden Member

Ha flash2b,

Kun je op de meter zelf wellicht de tijd tussen 2 metingen instellen?
In elk geval zal een hogere NPLC een langere meettijd opleveren.

Inderdaad is mijn Excel vaardigheid ook flink vooruit gegaan met het samenvoegen van verschillende metingen in 1 Excel tabel :-)

groet! Gertjan.

flash2b

Special Member

NPLC is niet in te stellen op de SDM3055, er is wel Speed welke Fast, Medium en Slow kan worden gekozen. ik heb de meter altijd op Slow staan.

In de Slow mode is het dan 5.5digit. Op mijn 8845A kan je bij 5digit kiezen voor 0.2PLC en 1PLC.

Bij Slow is de interne Sample snelheid 1:1 met de software, op medium is dat 10:1.

Maar helaas komen er dus altijd 5 metingen per seconde uit in de log file, welk netjes decimaal geindexed. Een avondje loggen gaat dus een reuze bestand opleveren.

miedema

Golden Member

Ha flash2b,

Ik heb even door het manual van de SDM3055 gescharreld :-)
Wat je zou kunnen doen is op de external tigger een puls geven, en dan 1 meting laten doen. B.v. met je AWG om de 10 sec een puls genereren.

In de bij de Flukes behorende FlukeView Forms software kun je gewoon de sample frequentie instellen.

groet, Gertjan

flash2b

Special Member

Dat is volgens mij een oplossing, maar het blijft raar dat het niet met de software kan. Die is altijd 5 samples per seconde in welke stand je ook probeert.

Ik zie dat voor de SDM3045X en SDM3065X de Speed is herbenoemd naar Aperture en Slow, Medium, Fast in PLC's is herbenoemd. De firmware van de X modellen is anders.

Moet voor de 8845A eerst even FlukeView installeren voordat ik dat ga proberen.

miedema

Golden Member

Ha flash2b,

Naar aanleiding van bovenstaande posts nog een gedachte: om 2 metingen op te syncen in Excel moeten natuurlijk ook de meetintervallen gelijk zijn....
Als beide klokken mooi gelijk lopen, maar de ene meting sampelt om de 10 seconden, en de andere om de 10,5seconden gaat het ook niet lukken.....

Idealiter moet je over de zelfde periode hetzelfde aantal metingen hebben. Zolang de timing door de software (en dus de klok van PC of logger) bepaald wordt, is de kans groot dat dat goed gaat. Maar zodra die timing door de meter zelf bepaald wordt is de kans kleiner.

Bij het external trigger sturen door je AWG heeft die generator tenminste wel een goede kristal tijdbasis :-)

groet, Gertjan.

flash2b

Special Member

Het is gelukt !

Ik heb mijn SDM3055 gesynced (via de trigger aansluiting aan de achterkant) met mijn SDG2042X die elke 10ms een puls geeft.
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/20180704_204614_resized.jpg

De SDG2042X geeft elke 10 seconden een puls van 10ms welke aan de trigger input van de SDM3055 is verbonden
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/ext%20trigger%20pulse.png

De SDM3055 is zo ingesteld dat hij wacht op een externe trigger....
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/wait.png

.... en als die langskomt dan wordt de meting vastgelegd
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/done.png

Het loggen werkt autonoom zonder PC met software, het sample nummer komt overeen met het sample nummer op de RC-4. Als er genoeg samples zijn, dan kan de CSV file vanaf de SDM3055 op de USB-stick worden geschreven en de inhoud langs de 'liniaal' van de log file uit de RC-4 worden gezet.

Als voorbeeld een grafiek uit een korte log sessie met 163 samples:
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/spanningvstemp.png

Supertip Gertjan !!

miedema

Golden Member

Ha flash2b

Lekker bezig :-)
Nu vanavond het raam open laten staan, en hopen dat het koud wordt :-) (of morgen juist flink warm op zolder....)

Excel tip: Zet de 2e meting (bv temperatuur) op de secundaire Y-as (aan de rechterkant). Dan kun je beide curven naar wens schalen / inzoomen.

Zomaar een voorbeeldje voor het idee:
http://www.miedema.dyndns.org/co/2017/r-weerstand/Econistor-10k-GJM-tempco-meting-27-03-2017-600pix.png

groet, Gertjan.

flash2b

Special Member

Ben geen ster met Excel, maar een secundaire Y-as is me gelukt:
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/spanningvstempv2.png

miedema

Golden Member

Ha flash2b,

Mooi! Nu zie je de trends in je metingen. (en de ruis in je spanningsmeting....)

Helaas is er niet echt een verband tussen beide curven te ontdekken, dat is toch eigenlijk waar je het meestal voor doet. Maar dit is natuurlijk ook alleen maar een test om te zien of het combineren van verschillende metingen lukt.

Nog even over die ruis op je spanningsmeting.
Als ik het goed zie geeft je meter een hogere resolutie als op het display: Je meter is 5,5 digit, dus hier bij 10V, 4 digits achter de komma. Maar je getallen op je Y-as lopen met "0,2 laatste digit" op, en de stapjes van je curve zijn nog kleiner.
Kennelijk logt je Siglent gewoon de output van z'n AD converter, zonder naar hele digits af te ronden. (of misschien is het wel 6,5 digit, lastig te zien omdat de horizontale hulp-streepjes kennelijk bij de secundaire Y-as horen)

In elk geval kun je zo met je Siglent met een stuk hogere resolutie kijken dan de 5,5digit spec doet denken :-).
Dat je dan ook ruis ziet is vanzelfsprekend. Eventueel kun je dat er in Excel nog voor een deel uit middelen.

De temperatuurmeter doet wel duidelijk precies de beloofde stapjes van 0,1°C

Leuk he, zo in te kunnen zoomen op je meet data :-)

groet, Gertjan.

flash2b

Special Member

Op de display laat de SDM3055 10.0020 VDC zien, maar in de log file staat 10.002014 dus 2 digits meer.

De Vref in de SDM3055 is een MAX6325C van Maxim.

Ik kan ook meerdere samples per trigger instellen, moet daar nog even induiken.

De grafiek die ik liet zijn was meer een Proof of Concept. Beide files hadden precies 163 entries dus dat was een extra confirmatie dat het goed was gegaan.

Doordat ik nu extern trigger hoef ik geen PC te gebruiken tijdens het meten. Zowel Spanning als Temperatuur wordt gelogged in het device, en nadat ik de files heb gedownload, hoef ik pas met de PC aan de slag.

De 8845A kan ik bijvoorbeeld niet extern triggeren op deze manier en ook kan deze niet loggen naar een file, maar dan is hetzelfde weer te bereiken met FlukeView.

Een generieke manier zou zijn deze meters aan een LAN te hangen en dan via een script te loggen. Scripts maken zijn echter niet mijn interesse.

flash2b

Special Member

Deze weerstand is recentelijk door een gekalibreerde meter vastgesteld op een een waarde van 10,001.621 KΩ bij gemeten bij 23,6°C

Dit is het resultaat op de Siglent SDM3055 rond de 28°C:
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/result%20graph.png

miedema

Golden Member

Ha flash2b,

Interessante meting :-)
Als ik het goed zie dan is je weerstand in een half uur iets van 28ppm gedrift....
Dat kan natuurlijk niet, het is een mooie weerstand. Dus óf de meter was nog niet opgewarmd en stabiel, of er waren nog temperatuursverschillen in de verbindingen naar de weerstand (Seebeck) of zo.
(Je kunt zo dus prima meten hoe lang je meter er over doet om op te warmen: meetopstelling aansluiten (met Vref, of ref.weerstand), paar uur laten staan zodat alles thermisch stabiel is, meter aanzetten. En meteen gaan loggen...)

Zo te zien heb je de Siglent meting nu gemiddeld in Excel. Nu zie je beter het verloop, met minder ruis warrigheid.

Verder komt hier een ander aandachtspunt naar voren: er is niet veel verband tussen beide curven, dus hoe goed zijn weerstand en thermometer gekoppeld.... Voor een langzame meting, waarbij de temperatuur in de kamer heel langzaam verandert zal het goed gaan, maar bij snellere veranderingen gaat dat voor de weerstand in z'n doosje natuurlijk anders dan voor de thermometer die er naast ligt....

Belangrijker is dat je het loggen met verschillende instrumenten, en dan combineren in Excel, goed onder de knie hebt gekregen!

Wel nog een aandachtspunt: loggen zonder de PC aan te hoeven zetten is fijn. Maar dan mist de temperatuurlogger wel de functionaliteit dat hij opsynct met de klok van de andere meting (het logprogramma op de PC)...
Nu moet je dus zelf checken of het klokje in je Siglent meter gelijk staat met het klokje in je temp logger!

Het tempo van loggen (de interval tussen de samples) heb ik wel vertrouwen in, de clock van je AWG is mooi genoeg.

groet, Gertjan.

flash2b

Special Member

De meter stond pas een ½ uur aan voordat ik er deze 30 minuten durende meting mee uit ging voeren. Ik doe dit vandaag een beetje tussen het betaalde werk door, dus vandaar.

Koppeling tussen meetobject en temperatuur meter is ook nog niet optimaal, maar al doende leert men.

De meest optimale meet discipline heb ik dus nog niet op orde.

Er zit geen klok in de Siglent, ik start beide metingen handmatig tegelijkertijd. Het sample nummer op de display van de DMM loopt dan synchroon aan het sample nummer op de RC-4. Dat de klok van de RC-4 goed genoeg is hebben we al vastgesteld.

Het 'ritme' van de externe trigger zit ook wel goed, de clock van de AWG is zeer stabiel.

Bovenstaande meting waren 180 samples, dus 30 minuten. Het combineren met Excel is dan zeer makkelijk.

XLSX:

R10K Result.xlsx

miedema

Golden Member

Ha flash2b

Helder.
Mijn ervaring met dit soort metingen is kijken wat sub-optimaal gaat en bijsturen ;-)

Je Excel even bekeken. Dus niet gemiddeld. Kennelijk minder ruis bij 10k weerstand meten dan bij 10V DC.

groet, Gertjan.

flash2b

Special Member

Nogmaals een 4W weerstand meting uitgevoerd met een verbeterende meet discipline.

Ditmaal was het test object een hele mooie 10K8 weerstand van ESI
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/esi%20rc1r%2010k8.jpg

De specs van deze RC1R weerstand zijn 0.01% met een TC van 1 ppm/°C.

Ik heb de SDM3055 weer ½uur voor het meter aangezet, het test object via kelvin klemmen verbonden en de RC-4 logger en het testobject onder een koektrommel gehouden tijdens de meting.

Na 1000 samples vond de SDM3055 dit het resultaat
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/1000%20sample%20statistics.png

Een gemiddelde waarde van 10,7975KΩ

Het verloop tijdens de meting:
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/result%20graph%20r10k8.png

Goed om te zien dat de SDM3055 pas na 1u15m stabiele waardes geeft, met mijn opwarmtijd van 0u30m, weet ik nu dus dat ik mijn meter ongeveer 2uur moet laten opwarmen om stabiele waardes te krijgen.

De koektrommel werkte ook goed, dus beide ervaringen neem ik mee in mijn verbeterde meetdiscipline.

miedema

Golden Member

Ha flash2b,

Leuk om te zien!
Je beide conclusies (meter opwarmen, DUT in koektrommel) komen overeen met mijn ervaringen.

Ik zou je meter 2 uur laten opwarmen, er lijkt eerst nog een overshoot van een paar ppm te zijn.

Het is best veel wat je Siglent drift bij opwarmen: iets van 14ppm. Ter vergelijk, je Fluke 8845A drift hoogstens paar ppm. Geen helemaal eerlijke vergelijking, omdat de Fluke niet echt uit staat, maar in stand-by.

Je kunt het zien in een meting van me hier, een vergelijk met de Keysight 34461A (een 10V meting).
Daar heb ik eerste 2 uur de temperatuur constant gehouden, en zie je dus ook het opstart/opwarm gedrag van de meters.
De Tek4050 (=8846A) kruipt de 1e 2 uur ongeveer een ppm omhoog. De 34461A schiet meteen een kleine 4ppm omhoog. Ook die maakt een echte koude start.

Overigens vond ik het wel leuk (in het kader van Excel grafieken maken) om deze oudere meting van me terug te zien: De tijd as is nog tijd van de dag, veel minder handig dan starten bij 00:00 en meteen de verstreken tijd zien.

En ik ben ook vergeten om bij de Y-as te vermelden dat het om Delta-U waarden gaat....

Wat die Y-as betreft, waarom zoveel nullen in jouw grafieken, het maakt de leesbaarheid niet beter...

groet, Gertjan.