Data logger industri berbasis Raspberry Pi masuk akal ketika jumlah titik ukur sedang, jenis sinyalnya beragam, dan pencatatan perlu ditempatkan dekat mesin alih-alih di ruang kontrol. Yang menentukan keberhasilan bukan pilihan papan Raspberry Pi-nya, melainkan kartu ekspansi yang menghubungkan sinyal lapangan, cara pencatatan dijalankan, dan bagaimana perangkat dipasang di panel. Artikel ini membahas urutan pembangunan logger tersebut dari daftar sinyal hingga uji terima.
Kelompok sinyal yang biasa dicatat di lantai produksi
Sebagian besar proyek pencatatan bertemu pada empat kelompok sinyal yang sama. Pertama, suhu dari termokopel pada proses atau permukaan mesin. Kedua, sinyal analog dari sensor tekanan, aliran, atau posisi yang mengeluarkan tegangan atau arus. Ketiga, sinyal digital 12 sampai 24 VDC dari kontak mesin, tombol, atau relai yang menandakan kondisi berjalan atau berhenti. Keempat, pulsa dari sensor putaran atau pencacah produksi.
Untuk setiap kelompok tersedia kartu ekspansi tersendiri: kartu masukan termokopel dengan kompensasi sambungan dingin, kartu masukan analog dengan beberapa rentang tegangan dan arus, kartu digital I/O terisolasi, serta kartu masukan pencacah. Kombinasi kartu ditentukan oleh komposisi sinyal, bukan sebaliknya.
Tabel: dari sinyal ke kartu dan ke perlakuan di perangkat lunak
| Sinyal | Kartu | Perlakuan di perangkat lunak |
|---|---|---|
| Suhu termokopel | Kartu masukan termokopel 4 kanal | Konversi ke satuan suhu dan pencatatan berkala |
| Tegangan atau arus analog | Kartu masukan analog 12-bit 8 kanal | Penskalaan rentang dan pemeriksaan di luar batas |
| Kontak mesin 24 VDC | Kartu digital I/O terisolasi | Pencatatan perubahan status beserta waktunya |
| Pulsa pencacah | Kartu masukan pencacah | Akumulasi dan perhitungan laju per satuan waktu |
| Kendali lampu atau katup | Kartu keluaran relai atau SSR | Urutan keluaran dan penandaan status perintah |
Menjalankan pencatatan dan menjaga datanya tetap utuh
Kartu pada kategori ini umumnya menyediakan API yang kompatibel dengan kartu ekspansi PC dan dapat dipakai dari Python, sehingga program pencatatan dapat memakai satu bahasa untuk seluruh kartu. Pisahkan program menjadi dua bagian, yaitu bagian pembacaan yang berjalan cepat dan bagian penulisan data yang berjalan berkala. Pemisahan ini menjaga agar kecepatan pembacaan tidak berubah ketika media penyimpanan melambat.
Untuk ketahanan data, tulis data ke penyimpanan dalam bentuk berkas yang diputar (rotasi) dan kirimkan salinannya ke jaringan bila tersedia. Raspberry Pi tidak memiliki penyimpanan industri, sehingga kebiasaan memutar berkas dan menyimpan salinan di luar perangkat jauh lebih penting daripada memilih media penyimpanan yang mahal.
Ketepatan waktu dan kelangsungan pencatatan
Data logger tanpa waktu yang benar tidak dapat dipakai untuk analisis. Kartu RAS dan RTC menyediakan jam waktu nyata (RTC) yang dikompensasi suhu sehingga penandaan waktu tetap benar meski suhu panel berubah, ditambah fungsi perpindahan baterai yang menjaga jam saat catu daya putus. Kartu yang sama menyediakan pemantauan perangkat keras berupa suhu dan tegangan, serta watchdog timer yang memulai ulang sistem bila aplikasi berhenti merespons.
Bila pencatatan berjalan setiap 1 detik dan perangkat dipakai 20 jam sehari, jumlah titik data satu kanal dalam sebulan adalah 1 × 3.600 × 20 × 30 = 2.160.000 titik. Angka ini dipakai untuk menghitung kebutuhan penyimpanan per kanal sebelum menentukan interval pencatatan, karena interval yang terlalu rapat membuat penyimpanan penuh jauh lebih cepat daripada yang diperkirakan tim proyek.
Pemasangan di panel
Kartu industri menyediakan blok terminal dengan pengunci tipe dorong (push-type) pada jarak 3,81 mm sehingga kabel lapangan dapat dipasang tanpa menyolder. Susunan kartu dapat ditumpuk, dan kit pemasangan rel DIN memungkinkan seluruh susunan dipasang pada rel seperti perangkat panel lainnya. Untuk catu daya, kartu fungsi RAS menerima masukan 8 sampai 28 VDC dan memasok Raspberry Pi dari rail panel yang tersedia, sehingga tidak diperlukan adaptor konsumen di dalam panel.
Daftar periksa komisioning
- Verifikasi setiap titik ukur terhadap nomor kanal pada kartu dan nomor terminalnya.
- Uji setiap kanal dengan sinyal yang diketahui nilainya sebelum dihubungkan ke proses.
- Periksa polaritas dan rentang masukan untuk sinyal arus dan tegangan.
- Uji masukan digital pada tegangan panel sebenarnya, bukan pada tegangan bangku.
- Pastikan penandaan waktu benar setelah catu daya diputus dan disambungkan kembali.
- Uji watchdog dengan menghentikan proses aplikasi secara sengaja.
- Periksa perilaku saat penyimpanan penuh dan pastikan rotasi berkas berjalan.
- Catat konfigurasi kartu dan versi program untuk keperluan pemulihan.
Menentukan interval dan kebutuhan penyimpanan
Interval pencatatan menentukan dua hal sekaligus: seberapa cepat perubahan proses terlihat, dan berapa lama penyimpanan akan bertahan. Untuk besaran yang berubah lambat seperti suhu, interval beberapa detik umumnya cukup; untuk pulsa dan status mesin, perubahan perlu dicatat pada saat kejadian, bukan pada interval tetap. Catat status digital sebagai kejadian beserta waktunya, dan catat besaran analog pada interval tetap, karena keduanya memiliki sifat data yang berbeda.
Setelah interval ditetapkan, hitung kebutuhan penyimpanan per kanal untuk jangka waktu penyimpanan yang diinginkan, lalu bandingkan dengan kapasitas media yang tersedia. Angka ini juga menjadi dasar penetapan kebijakan rotasi berkas, sehingga penyimpanan penuh terjadi pada waktu yang dapat direncanakan, bukan pada saat yang tidak terduga.
Menguji logger sebelum diserahkan
Uji terima logger berbeda dari pengujian perangkat lunak biasa karena melibatkan sinyal lapangan. Hubungkan setiap kanal ke sumber yang nilainya diketahui, bandingkan hasil pencatatan dengan nilai acuan, dan periksa penandaan waktunya. Setelah itu, jalankan pencatatan selama beberapa hari penuh sebelum perangkat dianggap siap, karena masalah penyimpanan, koneksi jaringan, dan ketepatan waktu umumnya muncul pada rentang waktu panjang, bukan pada pengujian satu jam.
Kesalahan umum
- Menghubungkan sinyal 24 VDC langsung ke pin Raspberry Pi tanpa kartu digital terisolasi.
- Mencatat tanpa penandaan waktu yang benar sehingga data tidak dapat dipakai untuk analisis.
- Menyimpan seluruh data di satu berkas tanpa rotasi sampai penyimpanan penuh.
- Menguji kanal hanya di bangku kerja, bukan dengan sinyal dari panel yang sebenarnya.
- Tidak menguji watchdog sehingga perilaku saat aplikasi berhenti tidak diketahui.
- Memasang susunan kartu tanpa kit rel DIN sehingga kabel tertarik langsung oleh kartu.
Peralatan dan konfigurasi terkait
- CONTEC CPI-SSI-4C — Thermocouple Input Raspberry Pi Expansion Card 4ch
- CONTEC CPI-AI-1208LI — Analog Input Raspberry Pi Card 12-bit 8ch
- CONTEC CPI-DIO-0808L — Digital I/O Raspberry Pi Card 8ch/8ch terisolasi
- CONTEC CPI-RAS — RAS/RTC Raspberry Pi Card
- CONTEC CPI-DIN01 — DIN Rail Mount Kit for Raspberry Pi Card
- Kategori: Raspberry Pi · Merek: CONTEC
- Hub aplikasi: IIoT & Monitoring Industri
- Artikel terkait: Retrofit Monitoring Mesin Lama dengan IIoT Gateway
- Artikel serumpun: Cara Memilih Kartu Ekspansi I/O Raspberry Pi, Raspberry Pi 24/7 di Lantai Produksi
Kesimpulan
Data logger berbasis Raspberry Pi berjalan baik bila kartu ekspansi dipilih sesuai jenis sinyal, program pencatatan dipisahkan antara pembacaan dan penulisan, penandaan waktu dijamin oleh modul RTC, dan susunan kartu dipasang rapi di panel. Uji setiap kanal dengan sinyal yang diketahui sebelum perangkat diserahkan ke produksi. Untuk meninjau susunan kartu dan konfigurasi pencatatan yang sesuai dengan titik ukur Anda atau menyiapkan permintaan penawaran, tim Terastek dapat membantu mencocokkannya.
Sumber resmi
- CONTEC, “Specifications | CPI-SSI-4C | Thermocouple Input Raspberry Pi Expansion Card 4ch”, https://www.contec.com/products-services/daq-control/pc-helper/raspberry-pi-card/cpi-ssi-4c/specification/ — diakses 28 September 2026
- CONTEC, “Specifications | CPI-AI-1208LI | Analog input Raspberry Pi card 12-bit 8ch (differential 4ch) voltage input/current input”, https://www.contec.com/products-services/daq-control/pc-helper/raspberry-pi-card/cpi-ai-1208li/specification/ — diakses 28 September 2026
- CONTEC, “Specifications | CPI-RAS | RAS/RTC Raspberry Pi card”, https://www.contec.com/products-services/daq-control/pc-helper/raspberry-pi-card/cpi-ras/specification/ — diakses 28 September 2026
