Aion 420 Betriebsanleitung

Pinbedirekten Anbindung eines 4-20-mA-Sensors. Das Gerät wird über den Supply-Anschluss mit einer externen Spannungsversorgung versorgt und bildet den Endpunkt der Messkette.

Eine Weiterführung des 4-20-mA-Signals ist bei dieser Ausführung nicht vorgesehen. Die terminierte Variante eignet sich insbesondere für Neuinstallationen oder Anwendungen, bei denen der Sensor ausschließlich durch den AION420 erfasst wird.

6.4. Anschlussschema und Pinbelegung Supply Seite für die geschleifte Version

Die durchgeschleifte Variante des AION420 ermöglicht neben der Spannungsversorgung auch die Durchleitung des 4-20 mA Signals. Dadurch kann der AION420 in bestehende Messkreise integriert werden, ohne die vorhandene Signalverarbeitung zu beeinträchtigen.

Das Messsignal wird vom Gerät erfasst und gleichzeitig an nachgelagerte Systeme, wie SPS, Datenlogger oder Prozessleitsysteme, weitergeführt.

Diese Ausführung eignet sich besonders für Nachrüstungen und Anwendungen, bei denen die bestehende Infrastruktur weiterhin genutzt werden soll.

6.5. Warn- und Sicherheitshinweise zur Montage

Bitte beachten:

• Führen Sie keine Gegenstände oder Körperteile in die Öffnungen des Sensors ein.
• Montieren Sie den Sensor nicht an der Decke oder am Boden.
• Montieren Sie den Sensor nicht in Höhen über zwei Meter.
• Montieren Sie den Sensor nur in Innenräumen an einer Wand in einem gewöhnlichen Raum bei einer Höhe von 1,50 m bis 1,80 m.

Die Standardversionen des AION-Sensors sind für eine Vielzahl industrieller und logistischer Anwendungen ausgelegt und verfügen über robuste Gehäuse mit hoher Schutzart. Bei der Installation sind folgende Punkte zu beachten:

• Montageort wählen, der innerhalb der spezifizierten Umgebungstemperaturen und -bedingungen liegt (siehe technische Daten).
• Gehäuse nicht verdecken: Die Funkkommunikation (z. B. LoRaWAN, BLE) darf nicht durch metallische Objekte, dichte Gehäuse oder strukturabschirmende Materialien behindert werden.
• Sensor stabil befestigen, idealerweise über die vorgesehenen Montagelöcher. Vibrationsarme oder feste Untergründe werden empfohlen.
• Ausrichtung: Die Standardversion benötigt keine spezielle Ausrichtung, kann also flach, vertikal oder horizontal montiert werden, je nach Anwendungsfall.
• Nicht in unmittelbarer Nähe von starken elektromagnetischen Quellen montieren, um Signalstörungen zu vermeiden.

6.6. Empfohlene Befestigungsmethoden

6.7. Montagezubehör

6.8. Allgemeine Installationsanweisungen

Vor der Installation ist sicherzustellen, dass der vorgesehene Montageort für die Umgebungsbedingungen des Geräts geeignet ist. Das Gehäuse muss so montiert werden, dass es vor mechanischer Beschädigung, starker Verschmutzung sowie dauerhaftem Kontakt mit Wasser oder aggressiven Medien geschützt ist.

Vor dem elektrischen Anschluss sind sämtliche Leitungen spannungsfrei zu schalten. Der Anschluss des AION420 hat ausschließlich gemäß dem vorgesehenen Anschlussschema zu erfolgen. Dabei sind die korrekte Polung der Versorgungsspannung sowie die richtige Verdrahtung des 4-20-mA-Signals zu beachten. Falsch angeschlossene Leitungen oder vertauschte Polaritäten können zu Fehlfunktionen oder zur Beschädigung des Geräts und angeschlossener Komponenten führen.

Die Anschlussleitungen sind zugentlastet zu verlegen und vor mechanischen Belastungen zu schützen. Kabel sind so zu führen, dass sie nicht geknickt, gequetscht oder übermäßig gebogen werden. Nicht verwendete Kabeldurchführungen oder Anschlüsse sind entsprechend abzudichten.

Für eine optimale Funkverbindung sollte der Sensor möglichst mit ausreichendem Abstand zu größeren Metallflächen, Schaltschränken, Rohrleitungen oder anderen funkabschirmenden Objekten installiert werden. Die Antenne darf nicht verdeckt, geknickt oder verändert werden. Bei Geräten mit externer Antenne sind die entsprechenden Montagehinweise zur Antennenpositionierung zu beachten.

Nach Abschluss der Installation sind sämtliche Anschlüsse auf festen Sitz, korrekte Verdrahtung und Dichtheit zu überprüfen. Vor der Inbetriebnahme sollte eine Funktionsprüfung einschließlich der Überprüfung des Sensorsignals sowie der Funkverbindung durchgeführt werden.

Der Hersteller empfiehlt, Wartungs- und Servicearbeiten ausschließlich durch qualifiziertes Fachpersonal durchführen zu lassen. Veränderungen oder Modifikationen am Gerät, die nicht ausdrücklich vom Hersteller freigegeben wurden, können zum Verlust von Gewährleistungs- und Zulassungsansprüchen führen.

6.9. Verdrahtung und Konfektionierung

Für die Verdrahtung des AION420 können auf der Sensorseite sowie auf der Spannungsversorgungsseite handelsübliche konfektionierbare M12-Steckverbinder verwendet werden. Diese ermöglichen eine einfache und flexible Installation sowie den schnellen Austausch angeschlossener Komponenten.

Alternativ können auch vorkonfektionierte M12-Anschlussleitungen mit offenem Kabelende eingesetzt werden. Die offenen Leitungsenden können entsprechend dem Anschlussplan direkt mit der Spannungsversorgung oder dem anzuschließenden 4-20-mA-Sensor verdrahtet werden. Dabei sind die jeweiligen Aderbelegungen sowie die korrekte Polung gemäß Anschlussdiagramm zu beachten.

Es wird empfohlen, ausschließlich für industrielle Anwendungen geeignete Steckverbinder und Anschlussleitungen zu verwenden sowie auf eine fachgerechte Montage und Dichtigkeit der Verbindungselemente zu achten. Dadurch wird ein zuverlässiger Betrieb des Systems auch unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen sichergestellt.

6.10. Hängende Montage

Der AION420 kann aufgrund seiner kompakten Bauform direkt zwischen zwei M12-Anschlussleitungen installiert werden. Hierzu wird das Gerät auf der einen Seite mit der Spannungsversorgung und auf der anderen Seite mit dem anzuschließenden 4-20-mA-Sensor verbunden. In vielen Anwendungen ist eine hängende Montage ausreichend, wobei das Gerät ausschließlich durch die angeschlossenen Leitungen gehalten wird.

Sofern die Umgebungsbedingungen oder die Installation dies erfordern, kann der Sensor zusätzlich mit geeigneten Befestigungsmitteln gegen Bewegung, Vibration oder Zugbelastung gesichert werden. Hierzu eignen sich beispielsweise Kabelbinder, Klebebänder, Montageclips oder vergleichbare Befestigungselemente. Dabei ist darauf zu achten, dass das Gehäuse, die Anschlussleitungen und gegebenenfalls die Antenne nicht beschädigt oder in ihrer Funktion beeinträchtigt werden.

Die Anschlussleitungen sind so zu verlegen, dass keine übermäßigen Zug-, Druck- oder Biegekräfte auf die Steckverbindungen wirken. Eine ausreichende Zugentlastung erhöht die Betriebssicherheit und sorgt für eine dauerhaft zuverlässige Verbindung.

6.11. Montage mit Montageclip

Der AION420 kann mithilfe eines geeigneten Montageclips an festen Untergründen wie Wänden, Maschinengehäusen, Schaltschränken oder Montagetafeln befestigt werden. Hierzu wird der Montageclip über die vorhandenen Befestigungsbohrungen mittels einer Schraube am gewünschten Montageort montiert. Anschließend wird der Sensor in den Clip eingedrückt, bis er sicher gehalten wird.

Die Montage mit einem Clip bietet eine einfache und platzsparende Möglichkeit, den Sensor dauerhaft zu befestigen und gleichzeitig vor Bewegungen oder Zugbelastungen der Anschlussleitungen zu schützen. Für eine optimale Zugänglichkeit sollten die M12-Anschlüsse und gegebenenfalls die Antenne auch nach der Montage frei zugänglich bleiben.

Die Anschlussleitungen sind so zu verlegen, dass keine dauerhaften Zug-, Druck- oder Biegekräfte auf die Steckverbindungen wirken. Gegebenenfalls ist eine zusätzliche Zugentlastung der Leitungen vorzusehen.

Nach der Montage ist zu prüfen, dass der Sensor sicher im Montageclip sitzt und sich nicht unbeabsichtigt lösen kann. Die Befestigung muss so ausgeführt werden, dass auch bei Vibrationen oder normalen mechanischen Belastungen ein zuverlässiger Betrieb gewährleistet bleibt.

7. Inbetriebnahme und Konfiguration

7.1 Inbetriebnahme und Konfiguration des Sensors über BLE

1. Alle Eos Varianten können per BLE mit dem Handy aktiviert werden. Verwenden Sie dazu einfach unsere LinOs APP von Sentinum GmbH, die Sie im App Store oder Google Play Store finden.
2. Aktivieren Sie den Sensor, indem Sie den linken unteren Hallsensor (M1) kurz, mind. 2 Sekunden mit einem Magneten auslösen. Der Sensor sollte nun eine akustische Tonfolge zurückgeben. Der Advertising-Modus wird anschließend automatisch gestartet.
3. Nun können Sie den Sensor bequem per BLE von Ihrem Endgerät aus ansteuern. Achten Sie darauf, dass Bluetooth auf Ihrem Handy eingeschaltet ist, und Sie sich in Reichweite des Sensors befinden, um diesen erreichen und ansteuern zu können.

7.2. Akustisches Signal und Blinkmuster

• Beim Einschalten des Geräts ertönt ein akustisches Signal, das aus mehreren aufsteigenden Tönen besteht. Diese Tonfolge signalisiert das erfolgreiche Aktivieren des Sensors.
• Beim Ausschalten werden mehrere abfallende Töne abgespielt, die das Herunterfahren des Geräts akustisch bestätigen.
• Beim Herstellen oder Trennen einer Bluetooth-Verbindung (BLE) gibt der Sensor ebenfalls ein akustisches Signal aus, das den Verbindungsstatus bestätigt.
• Weiterhin gibt es Blinkcodes, die in der folgenden Tabelle beschrieben sind.

8. Kommunikation mit der Schnittstelle

Die detaillierte Möglichkeit zur Konfiguration der Sensor-Kommunikation und dem Join-Verhalten finden Sie je nach Version in der jeweiligen generischen LoRaWAN® , mioty® oder Cellular (NB-IoT und LTE-M1) Dokumentation.

Des Weiteren finden Sie alle Dokumente zur generischen Dokumentation unter "https://docs.sentinum.de/wichtige-produktuebergreifende-dokumentation-fur-sensoren .

8.1. LoRaWAN Join Verhalten

Bevor Telemetriedaten via LoRaWAN versendet werden können, muss das Gerät eine Verbindung mit dem Netzwerk herstellen. Dazu versendet das Gerät so lange Join-Requests, bis erfolgreich ein Join-Accept empfangen wurde. Als Kompromiss zwischen Energieverbrauch und zügigem Join werden die Sendeabstände der Join-Requests immer größer. Außerdem wird auch die Datarate variiert (zunächst große Datarate bzw. kleiner Spreizfaktor, dann kleinere Datarate bzw. größerer Spreizfaktor). Das Join-Verhalten hält die Vorgaben und Empfehlungen der LoRa-Alliance Spezifikation strikt ein. Sentinum Sensoren setzen die Vorgaben durch sogenannte Join-Bursts, deren Abstand zueinander wächst.

Ein Join-Burst besteht aus maximal 6 Join-Requests mit abnehmender Datarate (DR5-DR0) bzw. zunehmendem Spreizfaktor (SF7-SF12). Die Abstände zwischen den Requests nehmen quadratisch zu, um die LoRa-Alliance spezifischen Duty-Cycle Richtlinien nicht zu verletzen. Die LoRa-Alliance schreibt einen abnehmenden Duty-Cycle für Join-Requests gemäß folgender Tabelle vor: Zeit Duty-Cycle <1h 1% ~1h 0.1%

Das bedeutet, dass in der ersten Phase (<1h) genau so viel Sendebudget zur Verfügung steht, wie in der zweiten (>1h), obwohl nur ein Zehntel der Zeit zur Verfügung steht. Um das Budget maximal auszunutzen, sind die Abstände zwischen den Join-Bursts (bestehend aus max. 6 Join-Requests) zunächst klein und werden dann größer. Konkret werden in Phase 1 zwei Bursts durchgeführt. In Phase 2 werden zwei weitere Bursts durchgeführt, ab Phase 3 wird ein Burst pro Tag durchgeführt. Die Länge der Bursts wächst von ca. 10 Minuten in Phase 1 über ca. 100 Minuten in Phase 2 auf bis zu 16 Stunden in Phase 3 an.

8.2. mioty Join-Verhalten

Bevor Telemetriedaten via mioty versendet werden können, muss das Gerät eine initiale Kommunikationsstrecke mit der Basisstation aufbauen. Ein expliziter Join-Prozess wie bei LoRaWAN ist nicht erforderlich.

Stattdessen beginnt das Gerät direkt mit der Aussendung sogenannter Telegramme, die aus 512 Bit großen Datenpaketen bestehen, welche wiederum in bis zu 12 Subpakete (Sub-Packets) fragmentiert und über verschiedene Frequenzen sowie Zeitpunkte verteilt werden (Telegram Splitting).

Die erste erfolgreiche Zustellung eines Telegramms mit gültiger Geräte-ID wird vom Backend als Netzbeitritt interpretiert. Die Konfiguration des Geräts (z. B. Device ID, Application Key) ist vorab festgelegt und muss mit dem Backend übereinstimmen.

Wird keine Bestätigung im Backend registriert (z. B. durch fehlende Empfangs-Timestamps oder fehlende Auswertungsergebnisse), beginnt das Gerät mit erneuten Übertragungsversuchen. Diese Wiederholungen erfolgen in sogenannten mioty-Sendezyklen. Die Zyklusdauer wächst progressiv von anfänglich 5 Minuten (nach dem ersten Versuch), über 30 Minuten, aus bis zu 12 Stunden an, um die Duty-Cycle-Vorgaben (< 1%) einzuhalten und gleichzeitig den Energieverbrauch zu minimieren.

Die Sendefrequenzen (868,0-868,6 MHz in Europa) und Kanäle werden zyklisch gewechselt, um Mehrfachkollisionen zu vermeiden. Das Gerät verändert die Datarate nicht aktiv, da diese durch das Protokoll festgelegt ist (15.625 kbit/s für Uplink, optional 4.882 kbit/s für Downlink). Die Telegramme sind robust gegenüber Interferenzen, da bei Empfang nur 3 von 12 Subpaketen korrekt empfangen werden müssen (Forward Error Correction).

Ein vollständiger Sendeversuch besteht aus einem Telegramm mit 12 Subpaketen über eine Dauer von ca. 1,2 Sekunden (inkl. Guard Time). Bei erfolgreicher Registrierung wechselt das Gerät in einen regulären Betriebsmodus mit fixen Sendeintervallen. Falls nach mehreren Sendezyklen (typisch 10-12) kein Empfang erfolgt, pausiert das Gerät für 24 Stunden, bevor ein neuer Initialisierungsversuch gestartet wird.

9. Pflege und Reinigung

Damit der Sensor zuverlässig funktioniert und eine lange Lebensdauer gewährleistet ist, sollte er regelmäßig gepflegt werden. Beachten Sie dabei die folgenden Hinweise:

• Reinigen Sie das Gehäuse, insbesondere die Lüftungsschlitze des Sensors mit einem trockenen oder leicht angefeuchteten Mikrofasertuch. Achten Sie darauf, dass keine Feuchtigkeit in das Gerät eindringt.
• Führen Sie die Reinigung regelmäßig durch, insbesondere in staubigen oder pollenreichen Umgebungen, um die Funktionalität des Sensors langfristig sicherzustellen.
• Verzichten Sie auf alkohol- oder lösungsmittelhaltige Reinigungsmittel, da diese die Oberfläche des Sensors beschädigen können.
• Verwenden Sie keine Druckluft oder andere intensive Reinigungsmethoden, da diese empfindliche Sensorbauteile beschädigen können.
• Harte Ablagerungen (z. B. Kalk, Öl oder Fett) können die Messgenauigkeit beeinträchtigen. Falls notwendig, mit einem weichen, feuchten Tuch und mildem Reinigungsmittel frühzeitig reinigen.
• Bei optischen oder radarbasierten Sensoren sollten die Linsen bzw. Antennenflächen regelmäßig auf Verschmutzung oder Kratzer überprüft werden.
• Kontrollieren Sie regelmäßig den festen Sitz des Sensors sowie der Halterung.

Kennzeichnung und Zertifizierung