Aanderaa DCPS 5400 Operating Manual

Aanderaa DCPS 5400 Operating Manual

Doppler current profiler sensor
Hide thumbs Also See for DCPS 5400:
Table of Contents

Advertisement

 
Doppler Current Profiler Sensor 
DCPS 5400 / 5402 / 5403 
 
 
 
TD 304 OPERATING MANUAL
Doppler Current Profiler Sensor
December 2015
 

Advertisement

Table of Contents
loading
Need help?

Need help?

Do you have a question about the DCPS 5400 and is the answer not in the manual?

Questions and answers

Subscribe to Our Youtube Channel

Summary of Contents for Aanderaa DCPS 5400

  • Page 1 TD 304 OPERATING MANUAL Doppler Current Profiler Sensor December 2015       Doppler Current Profiler Sensor  DCPS 5400 / 5402 / 5403     ...
  • Page 2    December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor          Preliminary Edition  26 October 2014   Edition      10 July 2015     Edition       December 2015                                              © Copyright: Aanderaa Data Instruments AS   ...
  • Page 3: Table Of Contents

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  3 TABLE OF CONTENT    Introduction ..................................  5   Purpose and scope  ................................ 5  Document Overview .............................. 5  Applicable Documents  .............................. 5  Abbreviations  ................................ 6  CHAPTER 1 Short description and specification of the DCPS  .....................  7   1.1 Description ................................ 7  1.2 User accessible sensor properties  .......................... 8  1.3 Doppler Current Profiler Sensor 5400/5402/5403 Specifications ............... 15  CHAPTER 2 Stand‐alone sensor configuration using AADI Real‐Time Collector with serial communication  ....  1 6  2.1 Establishing a new connection  .......................... 16  2.2 Configuration in the Control Panel........................ 17  2.3 Deployment Settings ............................ 19  2.4 System Configuration ............................ 20  2.4.1 Common settings ...
  • Page 4   Page  4  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor 3.5 Description of protocol ............................ 34  3.5.1 Passkey for write protection ........................ 35  3.5.2 Save and Reset.............................. 35  3.5.3 Available commands............................. 36  3.5.4 The Get command ............................ 37  3.5.5 The Set command  ............................ 37  3.5.6 XML commands ............................ 38  3.5.7 Examples – How to configure sensor in Smart Sensor Terminal mode ............ 38  3.5.8 Output parameters  ............................ 45  3.6 Software versions and Stand‐alone usage ...................... 61  CHAPTER 4 ElectroMagnetic Compatibility and Cables ....................  6 3  4.1 EMC Filter and Protection ............................ 63  4.2 EMC Testing  ................................ 64  4.3 Cables ................................... 64  4.4 Power – Voltage range ............................ 64  CHAPTER 5 Sensor configuration with SeaGuardII or SmartGuard data logger  ..............  6 5  5.1 Introduction ................................. 65  5.2 Installation of the DCPS on SeaGuardII ....................... 65  5.3 Configuration with Real‐Time collector ....................... 66  5.4 Deployment settings ............................ 70  5.5 System Configuration ............................ 72  5.6 User Maintenance .............................. 74  5.7 Sensor software versions for use together with SeaGuard II / SmartGuard  ............ 74  CHAPTER 6 Other details ...
  • Page 5: Introduction

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  5 Introduction Purpose and scope  This document is intended to give the reader knowledge of how to operate and maintain the Aanderaa Doppler  Current Profiler Sensor 5400/5402/5403‐series. These sensors are described in a single manual since the  measurement principle and electronics are the same for all sensors. The DCPS 5400 is the shallow water version with  a maximum depth rating of 300 meters. The DCPS 5402 is the intermediate water version with a maximum depth  rating of 4500 meters, and the DCPS 5403 is the deep water version with a maximum depth rating of 6000 meters.   The sensor is designed to fit directly on the top‐end plate of the Aanderaa SeaGuardII Platform and can also be used  together with the Aanderaa SmartGuard data logger. The sensor can also be used as a stand‐alone sensor using RS‐ 232. The R‐version (5400R, 5402R, 5403R) has only RS‐422 interface and is intended for stand‐alone use with longer  cables than with the RS‐232 version.  AADI Smart Sensors utilize common communication protocols at the RS‐232 and RS‐422 interface where the Smart  Sensor Terminal protocol is a simple ASCII command string based protocol and the AADI Real Time is an XML based  protocol. When used together with one of the Aanderaa data loggers the CAN bus based AiCaP communication  protocol is used.    Document Overview      CHAPTER 1 short description of the sensor and its configuration properties  CHAPTER 2 overview of AADI Real‐Time Collector for configuration and logging data to file when sensor used as  stand alone  CHAPTER 3 details on Smart Sensor Terminal protocol  CHAPTER 4 information on Cables and EMC guidelines  CHAPTER 5 Configuration of the sensor when used with SeaGuardII or SmartGuard using Real‐Time Collector  CHAPTER 6 other details  CHAPTER 7 gives information about maintenance.    Applicable Documents  Form 849  Test & Specification Sheet   Form 726  Calibration Certificate, Temperature Sensor  Form 667  Pressure Certificate  D‐409  Data sheet SeaGuardII DCP ...
  • Page 6: Abbreviations

      Page  6  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor TD 183  Configuration guide for DCPS and SeaGuardII DCP  TD 268  AADI Real‐Time collector operating manual  TD 293  Operating manual SmartGuard    Abbreviations    DCPS  Doppler Current Profiler Sensor  ADC  Analog to Digital Converter  AiCaP  Aanderaa Protocol: Automated idle Line CANbus Protocol  ASCII  American Standard Code for Information Interchange  CAN  Controller Area Network ‐ sometimes referred to as CANbus  DAC  Digital to Analog Converter  DSP  Digital Signal Processor  EMC  Electromagnetic compatibility  EIA  Electronic Industry Alliance  EPROM  Erasable Programmable Read Only Memory  MSB  Most Significant Bit  NOAA  National Oceanic and Atmospheric Administration  RTC  Real Time Clock  UART  Universal Asynchronous Receiver and Transmitter ...
  • Page 7: Chapter 1 Short Description And Specification Of The Dcps

    CHAPTER 1 Short description and specification of the DCPS Description  The  Aanderaa  Doppler  Current  Profiler  Sensor  is  an  acoustic  current  profiling  sensor  based  on  the  Doppler  shift  principle.  It  can  operate  either  in  narrowband  or  in  broadband  mode;  the  two  measurement  techniques  are ...
  • Page 8: User Accessible Sensor Properties

      Page  8  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor User accessible sensor properties    All configuration settings that determine the behavior of the sensor are called properties and are stored in a  persistent memory block (flash). One property can contain several data elements of equal type (Boolean, character,  integer etc.). The different properties also have different access levels.  Table 1‐1 lists all user accessible properties for the Doppler Current Profiler Sensor.  Some properties of the ‘AiCaP’ sensor will not be applicable/visible when the sensor is connected to a SeaGuardII  or SmartGuard data logger, as these properties will be controlled by the instrument.    Table 1‐1: Sensor properties for Doppler Current Profiler Sensor 5400/5400R , 5402/5402R, 5403/5403R  FC = Factory Configuration, UM = User Maintenance, SC = System Configuration, DS = Deployment Setting.  ENUM=Enumeration, INT =Integer, BOOL=Boolean(‘yes’/’no’)  Table 1‐1  Type  Use  Property  Product Name  String  31  AADI Product name  Product Number  String  6  AADI Product number  Serial Number  INT  1  Serial Number  SW ID  String  11  Unique identifier for internal firmware  SW Version  INT  3  Software version (Major, Minor, Built)  HW ID X  String ...
  • Page 9   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  9 9)  ping measurements). Location  String  31  User setting for location  Geographic Position  String  31  User setting for geographic position  Vertical Position  String  31  User setting for describing sensor position  Enable Magnetic  Enables use of magnetic declination angle input (see next  BOOL  1  5)  Declination  property) A value to correct for the magnetic variation on the site where the  Declination Angle  Float  1  sensor is used. This is the angle in degrees between magnetic  5)  north and true north. Fixed sound speed setting in m/s. This value is used for cell  positioning in the profile and for calculation of current speed  Sound Speed  Float  1  values. Variable sound speed values can be used while sensor is  1)2)  running.  The air pressure in kPa. The air pressure value is used when  Air Pressure ...
  • Page 10   Page  10  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor start to do ping measurements at the selected Polled Pingrate. A  Do Sample command triggers the end calculations and output of  data. A Do Output command can be sent to repeat the output of  6)  the last calculated data. Selectable ping rate in Polled mode between 0.1 and 10.0 Hz. The  Polled Pingrate  ENUM  1  maximum ping rate is limited by the configuration, i.e. large profile  6)  with many cells gives lower maximum available pingrate. Controls the insertion of descriptive text in Smart Sensor Terminal  Enable Text  BOOL  1  mode, i.e. parameter names and units. Can be used to reduce  message size.  Controls the use of decimal format in the output string in Smart  Enable Decimalformat  BOOL  1  Sensor Terminal mode. Default is scientific format (exponential  format).  Has to be set to ‘no’ if used upward looking and ‘yes’ if used  Enable Upside Down  BOOL  1  downward looking. NOTE! Surface Cell and Surface referred  3)  Columns are not possible when sensor is downward looking. Enable tilt  BOOL  1  Tilt compensation is used for correct positioning of the beam cells  Compensation  in each depth cell. It also compensates the Doppler speed  measurements for variable tilt to calculate correct speed ...
  • Page 11   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  11 C1 Cell Size  ENUM  1  Cell size setting in Column 1 (m)  C1 Distance first Cell  ENUM  1  Start of Column 1 (m)  C1 Number Of Cells  ENUM  1  Number of Cells in Column 1, maximum 75 cells.  C1 Cell Overlap  ENUM  1  % overlap of cells in Column 1  C2 Enable Column  BOOL  1  Enables Column 2 (Column 1 is always enabled)  C2 Enable Surface  BOOL  1  Enables surface reference for Column 2. Note! The sensor needs a  Reference  pressure input to compensate for tidal variations. Do not use it in  combination with downward orientation (Do not enable Upside  Down or orientate the sensor upside down).  C2 Cell Size  ENUM  1  Cell size setting in Column 2 (m)  C2 Distance first Cell  ENUM  1  Start of Column 2 (m)  C2 Number Of Cells  ENUM ...
  • Page 12   Page  12  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  8) Beam Speed Output  ENUM  1  Enables output of speeds for each beam (m/s).    8) Beam Strength Output  ENUM  1  Enables output of signal strength for each beam (dB).    8) Heading Output  ENUM  1  Enables output of the compass heading.        8) Pitch Roll Output  ENUM  1  Enables output of pitch and roll rotation angles (degrees).       Abs Tilt Output  Enables output of the absolute tilt. This is the angle between the  ENUM  1   8) sensor plane and the horizontal plane (Deg).   Max Tilt Output  Enables the output of the maximum absolute tilt measured (Deg)  ENUM ...
  • Page 13   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  13  1)8) from other settings (or sensors in AiCaP).   Salinity Output  Enables salinity output. In AiCaP the sensor can get input from a  Conductivity, Temperature and Pressure Sensor. This enables the  ENUM  1  sensor to calculate the salinity. If no sensors are present, it outputs   1)8) the salinity setting.   Density Output  Enables output of calculated density. This is either based on sensor  ENUM  1   1)8) input (in AiCaP) or fixed settings.   Air Detect Output  Outputs the value measured by the air detect circuit. This is a  ENUM  1   8) circuit which detects if the sensor is in air or water.   Node Description  String  31  User text for describing node, placement etc.  UM  High  Owner  String  31  User setting for owner  Interface  String ...
  • Page 14   Page  14  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor upside down (while configured upward looking and surface referred), the surface cell parameters are set to zero and  the parameter status codes returns a “not valid error”. If one of the columns is set to surface reference, the column  is forced to be instrument referred. If the sensor is configured to be upside down but measures that it is orientated  upward looking, both surface cell and surface reference will work if enabled. The ‘record status’ (in the output data)  will indicate in the first bit (32‐bit where 32 flags indicates different statuses) with a ‘1’ if there is a mismatch  between the upside down setting and the orientation measured by the sensor (binary bits  xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1, where x are the other bits indicating other statuses).   The fixed heading value here is the angle in degrees between north direction and transducer 1 (clockwise) – Refer  Figure 6‐2. When viewing the sensor from the front (label side) transducer 1 is to the left on the rear side. If for  example transducer 1 is 118° clockwise from north, the fixed heading should be set to 118°. The fixed heading is a  value between 0 and 360 (0 and 360 is the same point).   Magnetic declination (variation) is the angle between the magnetic north and the true north. This angle varies  depending on the position on the Earth’s surface and also varies over time. Declination is positive when magnetic  north is east of true north and negative when it is to the west (input angle value ±180°). Magnetic declination at the  deployment location can be found for i.e. on NOAA website: http://www.ngdc.noaa.gov/geomag‐web/   6)  In Polled Mode the sensor uses the Polled Pingrate setting. In non‐polled operation the sensor uses the Interval  property and the Ping Number property to calculate the ping rate. This is an enumerated value. The selectable ping  rate is shown when sending a Help command to the sensor or in the drop‐down list shown in Real‐Time Collector.  The input has to be written as shown with Hz as unit. This value was not enumerated on software versions prior to  version 8.1.27. On earlier software versions the values where restricted to the same ping rates (written without unit)  but not shown as an enumerated list when sending a Help command or changing the setting in Real‐Time Collector.   The burst mode should be enabled when using a longer interval where the user does not want to average the  current over the entire interval. The burst duration for executing all the pings is dependent on the configuration of  the sensor (profile size, number of columns, number of cells and number of ping).   The enumeration is Off, Output in Smart Sensor Terminal and AADI Real‐Time mode. In AiCaP the enumeration is  Off, Storage, Output+Storage, where Output+Storage means that the sensor instructs the data logger to send out a  parameter in real‐time in addition to saving the parameter to the SD card and Storage for only saving the data to the  SD card.    The interval is an enumerated type. On SW versions prior to version 8.1.27 this was not enumerated but restricted  to the same intervals. The enumerated values for the Interval is shown when sending a Help command to the sensor  ( 10 sec, 20 sec, 30 sec, 1 min, 2 min etc.) On sw version before version 8.1.27 the interval input was only the  number of seconds without time unit, i.e 10 was 10 seconds,  60 if 1 minute, 3600 if 1 hour etc.    A Pressure/Tide/Wave&Tide sensor which is connected to the same SmartGuard/SeaGuardII can be used as  parameter input to the DCPS‐sensor to give the calculated depth. If no pressure sensor is available, the Fixed  Installation Pressure is used by the sensor if the surface cell or the surface reference is enabled. The Fixed  Installation Pressure can be changed while the sensor is running by an external device.   ...
  • Page 15: Doppler Current Profiler Sensor 5400/5402/5403 Specifications

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  15 Doppler Current Profiler Sensor 5400/5402/5403 Specifications   Refer Datasheet D 411 which is available on our web site http://www.aanderaa.com or contact  aanderaa.info@xyleminc.com.  You will find the latest versions of our documents on Aanderaa website.   ...
  • Page 16: Chapter 2 Stand-Alone Sensor Configuration Using Aadi Real-Time Collector With Serial Communication

      Page  16  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor CHAPTER 2 Stand-alone sensor configuration using AADI Real-Time Collector with serial communication This chapter describes the sensor configuration using AADI Real‐Time Collector when the sensors is used as stand‐ alone with serial communication via the PC COM‐port. The menus shown here are slightly different from the menus  shown when the sensor is working in AiCaP mode and configured through a data logger via a USB connection to the  PC (described in Chapter 4). Install and start the AADI Real‐Time Collector software on your PC (provided on the CD  delivered with the instrument). For more information about the AADI Real‐Time Collector, refer TD 268 AADI Real‐ Time Collector Operating Manual.  Establishing a new connection      If the AADI Real‐Time Collector program is  being used for the first time, the connection  list will be empty. Click on the New button in  the lower left corner to create a new  connection (refer Figure 2‐1).  NOTE: This only needs to be done once. AADI  real time Collector will automatically  reconnect to the sensor at next connection.       Figure 2‐1: AADI Real‐Time Collector start up menu    Refer Figure 2‐2: Give a new Connection Name,  choose Serial Port, and choose the correct COM‐port  on your computer. Select 115200 as baud rate. This  is the baud rate set at factory on all DCPS sensors.  Click on the Advanced Settings down to the right ...
  • Page 17: Configuration In The Control Panel

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  17 Under advanced settings as shown in  the Figure 2‐3: Real‐Time collector  uses default settings if these are not  changed. The DCPS sensor outputs a  large amount of data and can have  much longer response time  (depending on the configuration)  than other smart sensors.  Some of  the connection settings might need  to be changed.            Figure 2‐3: Advanced connection settings  When needed changes in the Advanced Connection Settings have been performed, click on Apply and OK in the  Advanced Connection Settings window and OK in Connection Settings Window.   Configuration in the Control Panel  The new connection is now shown in the AADI Real‐Time Collector connection list. Choose the new connection and  click on the Open Port button (refer Figure 2‐1). The status changes to green when the port is opened. Click on the  Control Panel button in the lower right corner.    In the Control Panel, under the  Recorder Panel, you can start and  stop recordings (refer Figure 2‐4)  Click on the Stop Recorder button if  the sensor is running as you are not  allowed to configure the sensor when  recording.  Click on the Device Configuration tab  in the top row of the Control Panel to  access sensor properties  configuration.        Figure 2‐4: Control Panel for the DCPS ...
  • Page 18   Page  18  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor Figure 2‐5: Click on Get Current  Configuration... in order to  receive the current  configuration from the sensor.   The device configuration is  separated into Deployment  settings, System Configuration,  User Maintenance and System  overview.  You can save current  settings to a backup file by  pressing Save… under the  heading Save configuration to  file.  Edit the name for your file and  press Save… to save the new  configuration to file in .xml  format.  Figure 2‐5: Control Panel > Device configuration  Check Include User Maintenance to view maintenance settings. The password is 1000.   User accessible sensor properties are found in Deployment settings, System Configuration and User Maintenance.  Refer Table 1‐1 for an overview of the properties. To edit the configuration, click in the value‐field and enter new  value. Press Next to update sensor flash and store changes.   Note! The screen shots might show minor discrepancies compared to screen shots taken from your sensor due to  sensor updates.   Note! We recommend that you verify the system settings prior to starting a recording session.                     ...
  • Page 19: Deployment Settings

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  19   Deployment Settings      As shown in the figure 2‐5: under the  Control Panel > Device Configuration  press “Edit…” under Deployment  Settings.   The deployment settings can be  configured using a wizard which steps  you through the settings.  Refer Figure 2‐6: The interval can be  changed in the Deployment Settings  but can also be defined in the Control  Panel in the Recorder Panel before  starting the sensor. It can be changed  here also if for example the sensor is  going to be used without Real‐Time  Collector to collect data while running.  Explanation of settings is found in table  1‐1, Chapter 1.    Figure 2‐6: Control Panel > Device configuration > deployment settings            Refer to Figure 2‐7: for explanation of the  settings, refer to the table 1‐1 in Chapter 1.  When used as a stand‐alone sensor  (without AiCaP data logger) the fixed  settings are used for calculation of depth. If  the surface cell is enabled or the surface  reference is enabled, this means that it uses  the depth calculated from these fixed  settings given in the Deployment Settings.   ...
  • Page 20: System Configuration

      Page  20  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor System Configuration  The Figure 2‐8 shows the properties that can be changed under system configuration.  For explanation of settings  refer to table 1‐1, chapter 1. For configuration details, refer to Chapter 2.4.1 to 2.4.10.    Figure 2‐8: Control Panel > Device Configuration > System Configuration    2.4.1 Common settings    Figure 2‐9: Common settings configuration in Control Panel > Device Configuration > System Configuration  Refer to Figure 2‐9: the communication protocol has to be defined under “Mode”. There are three different choices:   AADI Real‐Time is the correct mode (protocol) when used together with Real‐Time Collector. This is an xml  based protocol which includes more metadata in the data messages.    The Smart Sensor Terminal protocol is a simplified protocol which is easier to use together with a PC  terminal program. This protocol is described more detailed in Chapter 3. It is possible to configure the  sensor even if it is set to AiCaP or Smart Sensor Terminal mode when it is connected via RS‐232 to the PC,  but it is not possible to run and log data with Real‐Time Collector unless the sensor is set to AADI Real‐Time.  Notice that the sensor always has to be reset when the protocol/mode has been changed.   If the sensor is going to be used on a SeaGuardII or SmartGuard data logger, the mode has to be changed to  AiCaP mode first and saved before connecting it to the data logger.   ...
  • Page 21: Terminal Protocol Settings

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  21   2.4.2 Terminal Protocol settings    Figure 2‐10: Smart Sensor Terminal protocol settings in Control Panel > Device Configuration > System  Configuration  The Terminal Protocol settings are available as shown in the Figure2‐10 but are only used if the sensor is set to Smart  Sensor Terminal protocol. See Chapter 3 for more details. This mode also opens up for a polled mode where the  sensor is pinging on the selected ping rate and outputs data when the user/system polls for data (Do Sample()  command).  2.4.3 Orientation settings    Figure 2‐11: Sensor orientation settings in Control Panel > Device Configuration > System Configuration  The orientation setting should always be set the same way as the intended use; if the sensor is intended to be  deployed upward looking, do not tick the “Enable Upside Down”. If the sensor is intended to be deployed downward  looking, tick the “Enable Upside Down”.   However, the sensor will work even if the orientation setting is defined as the opposite of the used direction; it is  able to sense the orientation itself and corrects the calculated current directions, heading etc. accordingly. NB! The  surface cell and surface reference of columns does not work if the sensor is orientated upside down while running  (forced to be sensor referenced instead). A status flag in the record status output parameter is also set to indicate  that the sensor has been used in the opposite direction to the configured direction.  2.4.4 Measurement settings    Figure 2‐12: Sensor measurement settings in Control Panel > Device Configuration > System Configuration   ...
  • Page 22: Profile Settings - Configuration

      Page  22  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor   The sensor can use either Narrowband or Broadband to find the Doppler shift (and calculate the current  parameters); see the DCPS Primer TD181 for more details.   The two methods have their own advantages:  ‐  Broadband gives a lower single ping standard deviation which requires fewer ping (lower energy usage) to  get a good measurement result. The disadvantage in Broadband is ambiguity. If the sensor is fixed, for  example when deployed in a bottom frame, the ambiguity is not a problem (ambiguity lock disabled).  If it is  moving and the user knows that the current speeds are always below 1 m/s, enable the ambiguity lock.  ‐  If the sensor is moving (as under a buoy for example) and the current speeds are higher than 1m/s, it is  recommended to use Narrowband. Though Narrowband is more power consuming than Broadband, the  reached measuring range is slightly longer than in Broadband mode.  The sensor can run in burst mode or spread mode. When burst mode is enabled the sensor performs all ping  measurements at the end of the recording interval. If it is disabled the ping measurements are evenly spread out  during the recording interval. The instrument activates sleep mode between each measurement, which reduces the  power consumption. Power consumption in spread and burst mode is about the same. Refer Figure 2‐13        Spread mode    Burst mode      Figure 2‐13: Spread mode and burst mode ping distribution during the recording interval    2.4.5 Profile settings – Configuration       Figure 2‐14: Surface cell configuration   A cell in the surface layer can be enabled. The data is set as not valid if the sensor is placed upside down with the  surface cell enabled. The measurement “window” is centered on the surface and recommended to be 2m. At the  surface, the impedance difference between the water and air creates an almost perfect reflector, and the acoustic  signal is reflected by the surface. Regardless of the cell size used to process the surface cell, this cell will be  dominated by the infinitesimal thin layer between water. Although the surface cell is infinitesimal small, the cell size   ...
  • Page 23   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  23 used to process the data must be sufficiently large to capture the boundary between air/water defining the surface  cell.  The surface cell will reflect the speed of the “boundary condition”. Wind will generate capillary waves, and rapidly  accelerate the surface boundary. For this reason there will be a strong correlation between wind speed/surface  boundary speed and wind direction / surface boundary direction.  Refer to the Figure 2‐15: Column 1 is always active (not possible to disable). Column 1 can have up to 75 cells.   Column 2 can have up to 50 cells and Column 3 can have up to 25 cells (150 cells all together). Column 2 and 3 have  to be enabled to be used.  NB! Do not use Surface Cell or Surface Reference together with Upside Down enabled.  The surface reference is ignored if the sensor is upside down while it is running (columns forced to be sensor  referred).  If the surface cell is enabled Upside Down the surface cell is ignored and the data is set as non‐valid.    Figure 2‐15: Configuration of the different measurement columns  Surface Cell and Surface Reference  The sensor does not have any depth measurement itself. Be aware that you have to set correct fixed settings under  Deployment settings if you want to use the Surface Cell or Surface Reference of columns. It is possible to update   ...
  • Page 24: Output Enabling - Profile Parameters

      Page  24  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor these fixed settings while the sensor is running (not possible through Real‐Time Collector without stopping and  starting the sensor again). NOTE: this functionality is especially interesting when the deployment location shows  some sea level variations as the tide. In this case the column will follow the surface variation but this is dependent  on the input of pressure value. If you are using a surface referred column with fixed settings, the results will not  reflect the water level changes.   In AiCaP mode when connected to a SmartGuard or SeaGuard II, the sensor can receive input from other sensors  connected to the same data logger. See Chapter 5.4 for more details.  2.4.6 Output enabling – Profile Parameters    Figure 2‐16: Definition of output parameters   While configuring the sensor, it is possible to define which parameters should be calculated and sent from the  sensor. Refer Figure 2‐16: Most of the output parameters can be enabled (select “output”) or disabled (select “off”).  The sensor always outputs the Cell Status, Horizontal Speed and Direction for all the cells (not possible to disable).  Refer to table 1‐1 in Chapter for definition of the parameters.   NOTE: Enabling more data also means larger data messages and longer time to transfer data.  All profile parameters are an average of each ping data from the last measurement interval.  2.4.7 Output enabling – Sensor Parameters    Figure 2‐17: Definition of output sensor parameters  A compass/tilt measurement is taken for each ping measurement (current speed measurement). The given value is  an average of all single measurements from the last measurement interval.   ...
  • Page 25: Output Enabling - Quality Parameters (Profile And Sensors)

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  25 The Heading is the angle in degrees between transducer 1 and magnetic north. Turning the sensor clockwise gives an  increasing angle. When looking at the sensor from the label side, transducer 1 is the transducer back to the left  (refer to Chapter 6, Figure 6‐1). When looking at the sensor from the label side with the sensor upside down,  transducer 1 is the transducer back to the right.  The tilt is converted to rotational angles, Pitch and Roll. The rotational angles are used internally when calculating  correct heading from the 3D magnetic field vector and correct current speed components from the acoustic beam  vectors in each cell. The Pitch and Roll output is an average from all measurements in the last measurement interval.  The Abs Tilt (Absolute tilt) is the tilt between the horizontal plane and the sensor’s plane. When upside down, the  Abs tilt is varying around 180 degree. This is different from the Aanderaa RDCP (previous profiler generation). The  new profiler is able to sense if it is upside down or not, and the absolute tilt indicates the actual direction of the  sensor when it is running.  2.4.8 Output enabling – Quality Parameters (Profile and sensors)    Figure 2‐18: Quality parameter output selection  The quality parameters as shown in the Figure 2‐18 give information which can be used for data quality assurance  and control:   The noise level is a measurement done before the ping measurement where the sensor is only listening to  the signal received by the transducers. The sensor outputs the highest signal level detected and this gives a  good indication on nearby noise sources in the water (other current meters, echo sounders etc.)   The standard deviation of a parameter gives an indication of variation or dispersion of the parameter during  the recording interval    Cross difference and correlation factor are only to be used when the sensor is working in broadband mode    2.4.9 Output enabling – System Parameters    Figure 2‐19: System parameter output   ...
  • Page 26: Output Enabling - Virtual Sensors

      Page  26  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor The sensor can also output different system parameters like voltage, current draw while awake, and voltage to the  acoustic transmitter circuits etc. that could be necessary during the QA&QC of data.  2.4.10 Output enabling – Virtual Sensors      Figure 2‐20: Virtual sensors output, additional calculated values  The sensor can also calculate some virtual parameters. These are probably more interesting when the sensor is used  on a data logger where the sensor can receive external sensor input via the data logger (from external pressure,  conductivity and temperature) to calculate a more accurate speed of sound, depth and salinity.  User Maintenance settings    Under Control Panel > Device Configuration > User Maintenance, you find properties that are password protected  and are set/altered by a trained user. It is not recommended to change properties unless instructed. To access  these, check the “Include User Maintenance” box in the device configuration before clicking on the “Get Current  Configuration…” button. The password is: 1000. The user maintenance settings are accessible by clicking the “Edit…”  button under User Maintenance (refer to Figure 2‐5).    Figure 2‐21: Control Panel > Device configuration > User maintenance   ...
  • Page 27: Logging Data On Pc

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  27 All sensors are given a node description text like DCPS #xxx (xxx is the serial number of the sensor). The user can  modify this node description text if required. Be aware that the node description changes to *Corrupt Configuration  if it has lost the configuration in flash. Contact the factory if this happens. The configuration is saved in two sectors in  flash memory. A flash sector can be corrupted if the power is lost during the saving of new configuration. The double  flash sector saving ensures that it does not lose the configuration. If one of the sectors is corrupted, the other sector  is used and also saved to the corrupt sector.  If the sensor is going to be used on longer cables it may be necessary to lower the baud rate. The default setting  from factory is 115200.    Logging data on PC  The Real‐Time Collector can save the incoming data to file, either to a txt‐file or to xml‐files. For instructions refer to  Chapter 2.6.1 to 2.6.2.   2.6.1 Enabling file output  If your connection is open (port open, status green in the AADI Real Time Collector main menu; refer to Figure 2‐22),  close the port first to be able to change the file output settings. Click on the connection you are using. Click on the  “Settings…” button, as shown in Figure 2‐22.    Figure 2‐22: AADI Real‐Time Collector start up menu  Then click on the “Advanced Settings…” button in the Connection Settings window; figure 2‐23.   ...
  • Page 28   Page  28  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor   Figure 2‐23: Connection settings menu     Figure 2‐24: Advanced connection settings / File Output  Choose File Output from the list on the left side. Check the “Collect data to file” box to enable file output. Select a  file format and choose a base directory where you want the file to be saved.  Click “OK” in the Advanced Connection Settings window, and “OK” in the Connection Settings window.   ...
  • Page 29: Starting The Sensor And Logging To File

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  29 2.6.2 Starting the sensor and logging to file  Click on the connection and “Open Port”. The Status turns green when the port is opened and connected.    Figure 2‐25: AADI Real‐Time Collector start up menu  Click on the “Control Panel…” button in the lower right corner.  Select the interval duration and click the “Start Recorder” button. The shortest interval available depends on the  sensor configuration. More cells give longer ping processing time and a higher minimum available recording interval.    Figure 2‐26: Recorder panel   ...
  • Page 30: Viewing Incoming Data In Real-Time

      Page  30  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor Data will start logging in the defined directory. If it is a txt‐file, the easiest way to view it is in Excel. Figure 2‐27 gives  an example of obtained data file. The different parameters are organized in columns.    Figure 2‐27: Example of a txt‐file obtained from the sensor using RT Collector  Viewing incoming data in real‐time    When the sensor is running, the incoming data can be viewed under “Connection Logs…” in the main AADI RT  Collector menu (refer to Figure 2‐25).             Double‐click on one of the Record numbers to look at  the data.  Click on the + signs to open up and see all the data in  the message.       ...
  • Page 31   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  31   Figure 2‐28: Vizualization of incoming data from the sensor in real time  Previous records or newer records (Figure 2‐28) can be viewed by clicking on Previous Entry button or Next Entry  button. An automatic update to the last data message can be enabled by checking the Always show last entry check  box.  The original message content can be seen if clicking on the Original Message tab.       ...
  • Page 32: Chapter 3 Sensor Configuration Using Smart Sensor Terminal Protocol

      Page  32  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor CHAPTER 3 Sensor configuration using Smart Sensor Terminal protocol This chapter describes how to communicate with the Doppler Current Profiler sensor using the RS‐232/RS‐422 Smart  Sensor Terminal protocol.    Sensor versions and interface  The 5400/5402/5403 sensors can be used on a SeaGuardII and SmartGuard (AiCaP) dataloggers or connected to a  RS‐232 com‐port (PC or other devices with RS232 com‐port).  The R‐version sensor (5400R/5402R/5403R) supports only RS‐422. The R‐version cannot be used on SeaGuardII or  SmartGuard dataloggers.  Sensors with RS‐422 output must use a cable designed for RS‐422 communication when connected to the PC. If your  PC does not support RS‐422, you can purchase an expansion card or you can use an RS‐232 port using a RS‐232/RS‐ 422 converter.     RS‐422 transmission line explained  RS‐422 has differential transmission lines with twisted pairs. The sensor signals are less influenced by external noise  than with RS‐232 serial communication, which makes it possible to use longer cables.   RS‐422 has one balanced signal pair for the transmitted signal, TxD (also called TxD+ and TxD‐) and one balanced  signal pair for the received signal, RxD (also called RxD+  and RxD‐).   RxD+ and TxD+ are often named B and called non‐inverting input and output, respectively.   RxD‐ and TxD‐ are often named A and called inverting input and output, respectively.   The EIA standard uses the notation A and B as described above; many manufacturers of signal converters uses the  opposite naming (A for non‐inverting input/output, and B on inverting input/output) which is not correct.   Note! Always ensure which signal is non‐inverting and which is inverting.  Figure 3‐1 illustrates the balanced signals of a RS‐422 line during transmission of a byte. The non‐inverting signal is  called TxD+ while the inverting signal is called TxD‐.     Figure 3‐1: RS‐422 transmission of a byte     ...
  • Page 33: Communication Setup

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  33 Communication setup  Most terminal programs can be used for Smart Sensor Terminal communication with the sensor when connected to  a PC, e.g. Teraterm.   The following Smart Sensor Terminal setup should be used:  115200 Baud  8 Data bits  1 Stop bit  No Parity  Xon/Xoff Flow Control    IMPORTANT! The terminal program must send a Line Feed after each Carriage Return.   Sensor startup  When property Enable Text is set to Yes, StartupInfo is displayed at sensor power up or after reset. StartupInfo  contains information about product number, serial number, current mode setting, Protocol version for Smart Sensor  Terminal operation and Config Version (Refer to Figure 3‐2).  After the first line it also outputs Initializing… to indicate that it is busy. When it is ready and has started it outputs  Started…. The initializing phase can take up to approx. 30s dependent on the configuration of the sensor.    Figure 3‐2: Start up info: communication using Tera Term  In order to minimize the current drain the sensor normally enters a power down mode after each sampling; the  sensor can be awake by any characters on the Smart Sensor Terminal input, and will stay awake for a time set by the  Comm TimeOut property after receiving the last character.  If the property Comm TimeOut is set to other than ‘Always On’ the serial interface will not be activated after power‐up  (or the Reset command). Any character will activate the serial interface, but a Carriage Return (CR or CR+LF), ‘/’ or ‘;’ are  often preferred since these characters do not interfere with the command syntax. The serial interface will then be active  until a period of input inactivity specified by the Comm TimeOut value (10 s,20 s,30 s,1 min,2 min,5 min,10 min). The  Communication Sleep Indicator, ‘%’, will be transmitted when the serial communication is deactivated, and the  Communication Ready Indicator, ‘!’ is outputted subsequent to activation (electronics require up to 500ms start up time).  When Comm TimeOut is set to ‘Always On’ the communication (and microprocessor) will be kept active all time.   The Communication Sleep Indicator ‘%’ and the Communication Ready Indicator ‘!‘ are not followed by Carriage Return  and Line Feed.   Any character will cause the electronics to return to normal operation; when the sensor has responded with the  character ‘!’, new commands may be entered.   ...
  • Page 34: Description Of Protocol

      Page  34  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor When communicating with the sensor, you must start by pressing Enter. The sensor will respond in two ways (Comm  TimeOut is 1 minute by default in the following description):   If the sensor is ready for communication, it will not send any response indicator. The sensor will stay awake and  ready to receive commands for 1 minute (controlled by the Comm TimeOut) since the last command.    If the sensor is in sleep mode and not ready for communication, the sensor will send a ‘communication ready’  indicator (!) when awakened (within 500ms). The sensor will then be ready for communication.  The ‘communication sleep indicator ‘%’ and the ‘communication ready’ indicator ‘!‘ are not followed by Carriage  Return and Line Feed.     Description of protocol    All inputs to the sensor are given as commands with the following format:   MainCmd SubCmd  or  MainCmd Property(Value, ..., Value)    Description of ASCII coded communication rules:   The main command, MainCmd, is followed by an optional subcommand (SubCmd) or sensor property (Property).   The MainCmd and the SubCmd/Property must be separated with the space ‘ ’ character.   When entering new settings the Property is followed by a parenthesis containing comma‐separated values.   The command string must be terminated by Carriage Return and Line Feed (ASCII code 13 & 10).   The command string is not case sensitive (UPPER/lower‐case).    The ENUM property settings are case sensitive. E.g. “Set Mode(AiCaP)” Here AICAP will result in argument error.  Refer Table 3‐1.   A valid command string is acknowledged with the character ‘#’ while character ‘*’ indicates an error. Both are  followed by Carriage Return/ Line Feed (CRLF).   For most errors a short error message is also given subsequent to the error indicator.   There are also special commands with short names and dedicated tasks, as save, reset, and help.  ...
  • Page 35: Passkey For Write Protection

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  35 3.5.1 Passkey for write protection  To avoid accidental change, most of the properties are write‐protected. There are four levels of access protection,  refer Figure 3‐3.  A special property called Passkey must be set according to the protection level before changing the value of  properties that are write‐protected, refer Figure 3‐3.  After a period of inactivity at the serial input, the access level  will revert to default. This period corresponds to the Comm TimeOut setting, or 1 minutes it the Comm TimeOut  is  set to Always On.    Output  Passkey  Description   No    No Passkey needed for changing property  Low  1  The Passkey must be set to 1 prior to changing property  The Passkey must be set to 1000 prior to changing property  High  1000  This Passkey value also gives read access to factory properties that usually are hidden  Read    The user have only read access  Only  Figure 3‐3: Passkey protection  3.5.2 Save and Reset  When the required properties are set, you should send a Save command to make sure that the new configuration is  saved internally in the flash memory. The sensor always reads the configuration from the internal flash memory  after reset and power up. The Save command takes about 20 seconds to complete (indicated with the character ‘#’).   Always send a Reset command when a new configuration has been saved (or switch the power OFF and then back  ON), or else calculated parameters may be corrupted. This forces the sensor to start up with the new configuration  input. If the Enable Sleep property is set to Yes and the Comm TimeOut property is not set to Always On the sensor  enters sleep mode after reset.    At startup/reset the sensor performs measurements according to the interval setting if the mode is Smart Sensor  Terminal. If Enable Text is set to Yes, the Startup Info is presented.  ...
  • Page 36: Available Commands

      Page  36  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor   Figure 3‐4: Save and reset in Tera Term    3.5.3 Available commands    Available commands and properties for the sensors are given in Table 3‐1 and Table 1‐1 respectively.   Table 3‐1 Available RS‐232/RS‐422 commands.   Command    Description  Start  Start a measurement sequence according to current configuration  Stop  Stop a measurement sequence  Do Sample  Calculates and presents a new single set of measurement data. (used in  polled mode).  Do Output  Presents the last set of calculated measurement data (normally only used  in polled mode).  Do Refresh  Necessary when the sensor is used in Smart Sensor Terminal mode. If the  number of ping or one of the column settings is changed, a Do Refresh is  necessary to recalculate the Interval and Polled Pingrate limits.  Do Calc Mintime  The sensor calculates the total time it needs for execution of the number  of selected pings with the current configuration (number of columns,  number of cells etc.) The communication time is also included, i.e. this  time is dependent on the number of enabled output parameters and  baud rate.  Get ConfigXML  Outputs information about the configuration properties in XML format  Get DataXML  Outputs information about available(enabled) parameters in XML format  Get Property  Output Property value (refer table 1‐1)  Get All ...
  • Page 37: The Get Command

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  37 Set Property(Value,…, Value)  Set Property to Value,…, Value (refer table 1‐1)  Set Passkey(Value)  Set passkey to change access level  Save  Store current settings  Load  Reloads previous stored settings  Reset  Resets the sensor with last saved new configuration  Help  Print help information  ;   Comment string, following characters are ignored  //  Comment string, following characters are ignored     3.5.4 The Get command    The Get command is used to read the value/values of a property and to read the latest value of a parameter.   The command name Get followed by a Property returns a string in the following format:  Property ProductNo SerialNo Value, ..., Value  The string starts with the name of the property, the product number and serial number of the sensor, and finally the  value of the property.  The command name Get followed by a parameter returns the name and unit of the parameter, the product and  serial number of the sensor, and finally the latest parameter reading.  A special version, Get All, reads out all available properties in the sensor. Some properties are passkey protected and  will not be shown without first writing the passkey. To see all user accessible properties, use passkey 1000.    Figure 3‐5: The Get Command  3.5.5 The Set command  The Set command is used for changing a property. The corresponding Get command can be used to verify the new  setting, as shown in Figure 3‐6.   ...
  • Page 38: Xml Commands

      Page  38  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor    Figure 3‐6: The Set Command  Use the Save command to permanently store the new property value.  Remember to always wait for the  acknowledge character ‘#’ after a save before switching off power to the sensor. If the power is lost while saving, the  previous configuration saved to flash is used by the sensor.  The Mode and Baudrate property will require a Reset before the change is executed. All other property changes will  be executed immediately.  Some properties are passkey protected and will not be accessible without first writing the passkey. If the passkey is  needed you get the error message: “ERROR PROTECTED PROPERTY”. Using passkey 1000 opens up all user accessible  property settings.    3.5.6 XML commands  The Get ConfigXML command outputs all available sensor properties in XML‐format.  The Get DataXML command outputs all available sensor parameters in XML‐format.  The XML‐output is a general format shared by all Aanderaa smart sensors; the output from different types of smart  sensors can be read and presented as e.g. in a general smart sensor setup program.    3.5.7 Examples – How to configure sensor in Smart Sensor Terminal mode  Use a terminal program e.g. Tera Term or Hyperterminal, refer chapter 3.3 for communication setup.   In the following examples several configuration changes are shown. The command Stop is recommended to avoid  output strings while configuring the sensor. If the sensor has started to transmit data when the user tries to  communicate, it may take a while before the command response is sent from the sensor. This depends on the  number of enabled cells and output parameters etc.  Example 1: Configure 1 column, the other columns disabled  //Press Enter to start communicating with the sensor, refer chapter 3.4.     //press Enter   Stop    //Wait for ack #. Repeat if necessary   Set Passkey(1)       Set C1 Enable Surface Reference(No) ...
  • Page 39   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  39  Set C1 Cell Size(2.0m) )   //wait for ack #   Set C1 Number Of Cells(25)   //wait for ack #   Set C1 Cell Overlap(0%)   //wait for ack #   Set C2 Enable Column(No)   //wait for ack #   Set C3 Enable Column(No)   //wait for ack #   Set Enable Surface Cell(No)   //wait for ack #   Do Refresh() //necessary if column settings or ping number is changed before the interval  Set Interval(1 min) //an error message is sent from the sensor if the interval is too short   Save   // wait for ack #   Reset   // the sensor will restart with new settings    Comments to example 1:  It is possible to enable the Surface Cell and also the Surface Reference for the column, but this requires that the  sensor knows the correct pressure. The automatic surface referencing was made for the SeaGuardII where the DCPS  can receive the pressure measured directly from the data logger (as parameter input from a pressure sensor  connected to the same SeaGuardII/SmartGuard).  To use Surface Reference on a sensor without a SeaGuardII /SmartGuard with a pressure sensor connected, the user  has to set the correct Fixed Installation Pressure setting (can be changed while sensor is running).  Column 1 is set up to 25 cells with 2m cell size. Since the overlap is 0%, this gives a column which is 2m * 25 = 50m  long. Since the start distance is 2m, the column covers from 2m to 52m range from the sensor head. ...
  • Page 40   Page  40  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor     Figure 3‐7: Output example from the Help command    A short description of the commands is given first. The properties can be seen in Table 1‐1, chapter 1.  The available sub commands (Do Sample(), Do Output(), Do Refresh() and Do Calc MinTime()) are listed next.  All  available values on the enumerated properties are also shown here. Some of the enumerations will change  dependingon configuration (Polled Pingrate property and Interval property).   ...
  • Page 41   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  41 The three columns have almost the same available settings. The difference between the three is that column 1 can  have up to 75 cells, column 2 up to 50 cells and column 3 up to 25 cells (150 cells totally).  The user is allowed to set up columns which are way too long, the sensor is able to sample approximately 115m, the  acoustic range is in most cases much shorter than this (The practical acoustic range varies between 30 and 70m in  broadband mode and 35 to 80m in narrowband mode depending on the backscatter conditions). Setting a way too  long column does not give an error message. If for example the cell size is 5.0m, number of cells 50 and cell overlap  0%, this only gives valid data up to cell 23. The Cell Status parameter on all the rest of the cells will indicate that  these are out of range.    Example 2: Setting orientation and measurement properties       //press Enter   Stop    //Wait for ack #. Repeat if necessary   Set Passkey(1)       Set Enable Upside Down(Yes)   //wait for ack #   Set Enable Surface Cell(No)   //if it was enabled, has to be disabled with upside down enabled   Set C1 Enable Surface Reference(No)   //same as for surface cell   Set C2 Enable Surface Reference(No)   //same as for surface cell if column 2 is enabled   Set C3 Enable Surface Reference(No)   //same as for surface cell if column 3 is enabled   Set Enable Tilt Compensation(Yes)   //wait for ack #  ...
  • Page 42   Page  42  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor Example 3: Output from sensor when all selectable output is off  //Press Enter to start communicating with the sensor, refer chapter 3.4.     //press Enter   Stop    // Stop current measurement. Wait for ack #. Repeat if necessary.   Set Passkey(1)    //wait for ack #   Set C1 Number Of Cells(1)    //wait for ack #   Set NE Speed Output(Off)   //wait for ack #   Set 3‐Beam Combination Output(Off)   //wait for ack #   Set AutoBeam Output(Off)   //wait for ack #   Set Vertical Speed Output(Off)   //wait for ack #   Set Strength Output(Off)   //wait for ack #   Set Beam Speed Output(Off)   //wait for ack #   Set Beam Strength Output(Off)   //wait for ack #   Set Heading Output(Off)   //wait for ack #  ...
  • Page 43   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  43   Figure 3‐8: Example of the shortest output possible  The data output message starts with MEASUREMENT followed by product number, serial number (tabulator  between). The rest of the message is the output parameters which change from record to record. First Record Status  which flags different things and ping count. After this comes all the profile data. The cell index gives information  about the column and cell number. Column 1 starts with cell index 1000, column 2 with 2000 and column 3 with  3000. The highest cell index in column 1 is 1074 (cell 0 to 74), in column 2 it is 2049 (cell 0 to 49) and in column 3 it is  3024 (cell 0 to 24). If the surface cell is enabled a cell index 0 is also shown (treated as a column with 1 cell).  The parameter names and values are separated by tabulator (ASCII code 09).    Example 4: Even more compact output, text off and decimal format  //Press Enter to start communicating with the sensor, refer chapter 3.4.     //press Enter   Stop    // Stop current measurement. Wait for ack #. Repeat if necessary.   Set Passkey(1)    //wait for ack #   Set Enable Text(No)    //wait for ack #   Set Enable Decimalformat(Yes)   //wait for ack #   Save   // wait for ack #   Reset   // the sensor will restart with new settings    This gives an output without startup message and the parameter names also disappears; refer Figure 3‐9.    Figure 3‐9: Example of output message with text off and decimal format    Example 5: The parameters outside the profile data ...
  • Page 44   Page  44  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor //Press Enter to start communicating with the sensor, refer chapter 3.4.     //press Enter   Stop    // Stop current measurement. Wait for ack #. Repeat if necessary.   Set Heading Output(Output)    //wait for ack #   Set Pitch Roll Ouput(Output)    //wait for ack #   Set Abs Tilt Output(Output)   //wait for ack #   Set Max Tilt Output(Output)   //wait for ack #   Set Tilt Direction Output(Output)   //wait for ack #   Set Noise Level Output(Output)   //wait for ack #   Set Std Dev Heading Output(Output)   //wait for ack #   Set Std Dev Tilt Output(Output)   //wait for ack #   Set Charge Voltage Output(Output)   //wait for ack #   Set Memory Used Output(Output)   //wait for ack #   Set Voltage Output(Output) ...
  • Page 45: Output Parameters

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  45 3.5.8 Output parameters  Parameters outside profile data  These data are output first before the parameters from all cells in the columns. The name with unit shown in the  table 3‐2 is the exact same way as these are sent from the sensor, i.e. parameter name with unit in [] parentheses.  The parameter name and the value output are separated by a tabulator (ASCII code 09). The output is a long string  terminated by carriage return + line feed after all the profile data at the end.  Name with unit  Type  Explanation  Heading[Deg.M]  Float  Averaged  heading  from  one  interval,  one  heading  measurement per ping, vector averaged.  Std Dev Heading[Deg.M]  Float  Standard  deviation  calculation  on  all  heading  values  from  one  interval.  Indicates  how  much  the  sensor  rotates  around the vertical axis during a measurement interval. ...
  • Page 46   Page  46  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor Density[kg/m^3]  Float  Calculated  from  Temperature,  Pressure  and  Conductivity.  In AiCaP on SeaGuardII this can be calculated from sensor  1)  inputs. Charge Voltage Vtx1[V]  Float  The  measured  voltage  to  the  capacitor  on  transmitter  electronics  to  Transducer  1  and  2.  It  should  normally  be  >4.8V.  Charge Voltage Vtx2[V]  Float  The  measured  voltage  to  the  capacitor  on  transmitter  electronics ...
  • Page 47   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  47 1)  The sensor has input settings for Sound Speed (m/s), Air Pressure (kPa), Local Gravity Constant (m/s^2), Salinity  (PSU), Fixed Installation Pressure (kPa) and Temperature (Deg.C). When the sensor is used in AiCaP mode on a  SeaGuardII or SmartGuard the sensor can receive sensor input from other sensors to calculate Density, Depth,  Salinity and Sound Speed in water (CTD input data). Without an Aanderaa SeaGuardII or SmartGuard the user has to  send down the new settings to be able to get surface referred columns and surface cell. Usually the salinity does not  change much during a short time period. This is normally the case for Temperature also (the DCPS5400 can also be  ordered with its own temperature, standard version is delivered with a non‐calibrate temperature sensor). The Air  Pressure and Fixed Installation Pressure can for example be sent to the sensor more often to make the sensor able  to calculate its own depth used for correct surface positioning/referencing.  The noise peak levels gives an indication if something nearby is sending out acoustic signals in the sea water or if  there is noise on the input supply to the sensor.    Cell Parameters  All Cells have the same number of parameters; the parameters shown in Table 3‐3 are repeated for each cell. The  sensor can output from 1 cell in 1 column up to 150 cells total divided over three columns (75 in column 1, 50 in  column 2 and 25 in column 3).  Cell parameter with unit  Type  Description  Cell index  Int  An index which gives column and cell number. A 1xxx is column  1,  2xxx  is  column  2  and  3xxx  is  column  3.  The  cell  index  in ...
  • Page 48   Page  48  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor If  the  AutoBeam  Ouput  is  enabled  and  the  AutoBeam  Speed  Type  is  set  to  Replace  4‐Beam  Data,  the  autobeam  algorithm  output  is  used  instead  of  the  4‐beam  solution  (available  from  software version 8.2.1)  North Speed[cm/s]  Float  North speed component, average of all pings over the recording  interval.  East Speed[cm/s]  Float  East speed component, average of all pings over the recording  interval. ...
  • Page 49   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  49 North Beam124[cm/s]  Float  Averaged North speed based on a 3‐beam solution from beam  1,2,4  North Beam134[cm/s]  Float  Averaged North speed based on a 3‐beam solution from beam  1,3,4  North Beam234[cm/s]  Float  Averaged North speed based on a 3‐beam solution from beam  2,3,4  North AutoBeam[cm/s]  Float  North speed from the Autobeam solution. The best data found  automatically from the different beam solutions.   East Beam123[cm/s]  Float  Averaged  East  speed  based  on  a  3‐beam  solution  from  beam  1,2,3  East Beam124[cm/s]  Float  Averaged  East  speed  based  on  a  3‐beam  solution  from  beam  1,2,4 ...
  • Page 50   Page  50  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor Beam1 Strength[dB]  Float  Averaged strength for beam 1.  Beam2 Strength[dB]  Float  Averaged strength for beam 2.  Beam3 Strength[dB]  Float  Averaged strength for beam 3.  Beam4 Strength[dB]  Float  Averaged strength for beam 4.  Beam1 Stdev[cm/s]  Float  Standard deviation calculated from all the beam 1 speeds in the  interval.  Beam2 Stdev[cm/s]  Float  Standard deviation calculated from all the beam 2 speeds in the  interval.  Beam3 Stdev[cm/s]  Float  Standard deviation calculated from all the beam 3 speeds in the  interval.  Beam4 Stdev[cm/s]  Float  Standard deviation calculated from all the beam 4 speeds in the  interval.  Cross Difference[cm/s]  Float  Calculated  as  (Beam1  Speed  +  Beam  3  Speed)‐(Beam2  Speed+  Beam4 ...
  • Page 51   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  51 Cell parameter with unit  How to disable/enable output  Cell index  Always on. Not possible to disable.  Cell Status  Always on. Not possible to disable.  Horizontal Speed[cm/s]  Always on. Not possible to disable. This is the 4‐Beam solution  but  is  overwritten  if  the  AutoBeam  algorithm  is  enabled  (AutoBeam  Output  set  to  Output),  and  Set  AutoBeam  Speed  Type is set to Replace 4‐Beam Data  Direction[Deg.M]  Always on. Not possible to disable. This is the 4‐Beam solution  but  is  overwritten  if  the  AutoBeam  algorithm  is  enabled  (Set  AutoBeam ...
  • Page 52   Page  52  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor This  is  changed  from  software  version  8.2.1.  From  this  version  only  Set  3‐Beam  Combination  Output(Off/Output)  affects  the    output of this parameter SpStdev AutoBeam[cm/s]  Set  AutoBeam  Output(Off/Output)  and  Set  NE  Speed  Output(Off/Output) (both set to output to be enabled).  From software version 8.2.1:  Set AutoBeam Output(Off/Output) together with    Set Std Dev Speed Output(Off/Output) Strength[dB]  Set Strength Output(Off/Output)  Horizontal  Speed  AutoBeam    Set AutoBeam Output(Off/Output) and ...
  • Page 53   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  53 Output(Off/Output) (both set to output to be enabled).  This  is  changed  from  software  version  8.2.1.  From  this  version  only  Set  3‐Beam  Combination  Output(Off/Output)  affects  the  output of this parameter  North AutoBeam[cm/s]  Set NE Speed Output(Off/Output)  Set AutoBeam Output(Off/Output)  From software version 8.2.1:  Set  AutoBeam  Speed  Type(Polar/Rectangular/Polar+Rectangular/  Replace  4‐Beam  Data) and  Set  AutoBeam  Output(Off/Output)  set  to  Rectangular  and  Output to be enabled ...
  • Page 54   Page  54  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor Set AutoBeam Output(Off/Output)  From software version 8.2.1:  Set  AutoBeam  Speed  Type(Polar/Rectangular/Polar+Rectangular/  Replace  4‐Beam  Data) and  Set  AutoBeam  Output(Off/Output)  set  to  Rectangular  and  Output to be enabled  Vertical Beam123[cm/s]  Set  Vertical  Speed  Output(Off/Output)  and  Set  3‐Beam  Combination  Output(Off/Output)  (both  set  to  output  to  be  enabled).  This  is  changed  from  software  version  8.2.1.  From  this  version  only ...
  • Page 55   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  55 Set AutoBeam Output(Off/Output) and  Set Vertical Speed Output(Off/Output)  Beam1 Speed[cm/s]  Set Beam Speed Output(Off/Output)  Beam2 Speed[cm/s]  Set Beam Speed Output(Off/Output)  Beam3 Speed[cm/s]  Set Beam Speed Output(Off/Output)  Beam4 Speed[cm/s]  Set Beam Speed Output(Off/Output)  Beam1 Strength[dB]  Set Beam Strength Output(Off/Output)  Beam2 Strength[dB]  Set Beam Strength Output(Off/Output)  Beam3 Strength[dB]  Set Beam Strength Output(Off/Output)  Beam4 Strength[dB]  Set Beam Strength Output(Off/Output)  Beam1 Stdev[cm/s]  Set Std Dev Beam Speed Output(Off/Output)  Beam2 Stdev[cm/s]  Set Std Dev Beam Speed Output(Off/Output)  Beam3 Stdev[cm/s]  Set Std Dev Beam Speed Output(Off/Output)  Beam4 Stdev[cm/s]  Set Std Dev Beam Speed Output(Off/Output)  Cross Difference[cm/s]  Set Cross Difference Output(Off/Output)  Beam1  Correlation  Set Bandwidth(Broadband)  Factor[cm/s]  Set Correlation Factor Output(Off/Output)  Beam2  Correlation  Set Bandwidth(Broadband)  Factor[cm/s]  Set Correlation Factor Output(Off/Output) ...
  • Page 56   Page  56  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor Cell Status bits  Meaning  Bit no  Bit pattern (x don’t care)    1)  0  xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1  Beam1 cell inside blanking zone  Hexadecimal: 00000001  1)  1  xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1x  Beam2 cell inside blanking zone  Hexadecimal: 00000002  1)  2  xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1xx  Beam3 cell inside blanking zone  Hexadecimal:  00000004  1)  3   xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1xxx  Beam4 cell inside blanking zone  Hexadecimal: 00000008  1)  4   xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1xxxx  Cell inside blanking zone  Hexadecimal: 00000010  2)  5   xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1xxxxx  Beam1 cell out of range (too far away)  Hexadecimal: 00000020  2)  6   xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1xxxxxx ...
  • Page 57   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  57 5)  Hexadecimal: 00001000  limit 1  13   xxxxxxxxxxxxxxxxxx1xxxxxxxxxxxxx  Cell has High vertical current, above high vertical limit 1  6)  Hexadecimal: 00002000  14   xxxxxxxxxxxxxxxxx1xxxxxxxxxxxxxx  High cross correlation, above cross correlation high limit  7)  Hexadecimal: 00004000  15  xxxxxxxxxxxxxxxx1xxxxxxxxxxxxxxx  Low cross correlation, below cross correlation low limit    Hexadecimal: 00008000  16  xxxxxxxxxxxxxxx1xxxxxxxxxxxxxxxx  Cell has weak signal, strength below weak strength limit  2    Hexadecimal: 00010000  10  and  xxxxxxxxxxxxxxx1xxxxxxxxxxxxxxxx  Cell has weak signal, strength below weak strength limit  16  3    Hexadecimal: 00010400  17  xxxxxxxxxxxxxx1xxxxxxxxxxxxxxxxx  Cell  has  High  standard  deviation,  above  SP  standard  deviation 2 limit ...
  • Page 58   Page  58  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor 20  and  xxxxxxxxxx11xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx  Beam  1  cell  weak  signal  strength,  below  weak  signal   21  limit 3    Hexadecimal: 00300000  22  xxxxxxxxx1xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx  Beam  2  cell  weak  signal  strength,  below  weak  signal   limit 1    Hexadecimal: 00400000  23  xxxxxxxx1xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx  Beam  2  cell  weak  signal  strength,  below  weak  signal   limit 2 ...
  • Page 59   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  59 Cells can have been configured to be too far away. Tilting of the instrument can also result in out of range on some  of the beam cells.  Indicates that the signal is weak. Two bits are used to indicate three different levels (10 and 16), below ‐40 dB,  below ‐45 dB or below ‐50dB (configurable factory settings).  Indicates high single ping standard deviation on horizontal speed. Two bits are used to indicate three different  levels (bit 11 and 17). Narrowband and Broadband have different limits. The limit input is set as single ping standard  deviation per meter since it is dependent on the cell size (and pulse length).  The limits for Broadband are 8, 14 and  20. The limits for narrowband are 35, 40 and 45. These limits are used for a 1 meter cell (and pulse). The standard  deviation limits used are calculated from these as follows, SP Stdev limit = SP Stdev per meter  limit/sqrt((cellsize+pulselength) /2). Broadband uses a fixed pulse length = 1m. In narrowband the pulse length  follows the column with the smallest cell size.  Indicates high cross difference. Two bits are used to indicate three different levels (bit 12 and 18).  The cross  difference limits are 10, 20 and 30 cm/s (configurable factory settings).  Indicates high vertical current. Two bits are used to indicate three different levels (bit 13 and 19). The limits are 10,  20 and 30 cm/s (configurable factory settings).  The cross correlation is normally close to 0.5. Two bits and limits are used, one indicates low cross correlation (bit  15) and the other high cross correlation (bit 14). The low limit is 0.25 and the high limit is 0.6.  The illegible zone: if surfaced referred column, approximately 10% of the distance from surface to the instrument is  contaminated by side lobes.    Record Status bits  Meaning  Bit no  Bit pattern (x don’t care)    1)  Bit 0  xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1  Orientation mismatch, configuration vs measurement  2)  Bit 1  xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1x  High ambient noise measured on Beam 1  2)  Bit 2  xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1xx  Higher ambient noise measured on Beam 1  2) ...
  • Page 60   Page  60  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor 4)  Bit 5,6   xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx11xxxxx  Even higher ambient noise measured on Beam 3  5)  Bit 7    xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1xxxxxxx  High ambient noise measured on Beam 4  5)  Bit 8    xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1xxxxxxxx  Higher ambient noise measured on Beam 4  5)  Bit 7,8   xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx11xxxxxxx  Even higher ambient noise measured on Beam 4  6)  Bit 9   xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1xxxxxxxxx  High standard deviation heading  6)  Bit 10   xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1xxxxxxxxxx  Higher standard deviation heading  6)  Bit 9,10  xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx11xxxxxxxxx  Even higher standard deviation heading  7)  Bit 11  xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1xxxxxxxxxxx  High standard deviation tilt  7)  Bit 12  xxxxxxxxxxxxxxxxxxx1xxxxxxxxxxxx  Higher standard deviation tilt  7)  Bit 11,12 ...
  • Page 61: Software Versions And Stand-Alone Usage

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  61 Bit 9 and 10 indicates if the standard deviation for heading is above limit 1, limit 2 or limit 3. Limit 1 is 10°, limit 2 is  20° and limit 3 is 30° standard deviation on heading.  Bit 11 and 12 indicates if the standard deviation for tilt is above limit 1, limit 2 or limit 3. Limit 1 is 10°, limit 2 is 20°  and limit 3 is 30° standard deviation on absolute tilt.  The internal software allocates memory for variables and objects. Sw bugs may cause memory leakage which again  gives less and less room on the heap.  Factory enabled setting to detect if the sensor is in air (not used on first delivered units).  The combination of upside down and surface reference is not allowed (still possible to set both in Real Time  Collector and from a Terminal program). This mismatch is indicated by this bit. A surface referred column is forced to  be sensor referred if the sensor is placed upside down.  The combination of upside down and surface cell is not allowed (still possible to set both in Real Time Collector and  from a Terminal program). This mismatch is indicated by this bit. The surface cell data is also set as not valid.  Software versions and Stand‐alone usage  The first software versions on the DCPS were made for use together with the SeaGuard II and SmartGuard data  logger only. Using the sensor with a lower software version than 8.1.25 as a stand‐alone sensor without a SeaGuard  II or SmartGuard is not recommended and will not work properly.  Software versions below v8.1.27 have a different input on the Interval property and the Polled Pingrate property.  These did not show up as enumerated types when sending the Help command to the sensor.  Interval and Polled pingrate settings on software version below 8.1.27  The minimum interval is limited dependent on the sensor configuration. The following values were accepted  (number of seconds as input).  10, 20, 30, 60, 120, 180, 300, 360, 600, 900, 1200, 1800, 3600 or 7200  The maximum polled pingrate is limited dependent on the sensor configuration. The following values were accepted  (Hz)  0.1, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10  Interval and Polled Pingrate from software version 8.1.27  The Help command gives the available settings for the Interval and the Polled Pingrate. The lowest Interval available  and the highest Polled Pingrate available is limited. After configuration and a Do Refresh command the listing under  will show only the values allowed.  The input for the interval is now as follows  10 sec, 20 sec, 30 sec, 1 min, 2 min, 3 min, 5 min, 6 min, 10 min, 15 min, 20 min, 30 min, 1 hour or 2 hour.  The input for the Polled Pingrate is as follows  0.1 Hz, 0.5 Hz, 1 Hz, 2 Hz, 3 Hz, 4 Hz, 5 Hz, 6 Hz, 7 Hz, 8 Hz, 9 Hz and 10 Hz   ...
  • Page 62   Page  62  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor Enabling old input on sw versions from 8.1.34  It is possible to enable the old input as it was before software version 8.1.27 (from sw version 8.1.34) doing as  follows  //Press Enter to start communicating with the sensor, refer chapter 3.4.     //press Enter   Stop   //Wait for ack #   Set Passkey(1000)   //Wait for ack #   Set Enable Old Time Setting(Yes)   //Wait for ack #   Save   //Wait for ack #   Reset                                    ...
  • Page 63: Chapter 4 Electromagnetic Compatibility And Cables

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  63 CHAPTER 4 ElectroMagnetic Compatibility and Cables In order for a manufacturer to legally produce and sell a product, it has to apply for CE marking. This means that the  commercialized product is conform to the CE applicable standards and can freely circulate within the EFTA  (European Free Trade Association) & European Union countries. The applicable directive for the Acoustic Doppler  products is the EU EMC 89/336/EMC (all electrical and electronic appliances) which mainly focus on the  electromagnetic disturbances the sensor can generate, which should not exceed a level allowing radio and  telecommunication equipment to operate as intended, and that the sensor has an adequate level of intrinsic  immunity to electromagnetic disturbance to be able to operate as intended.  This chapter describes the requirements for the Electromagnetic Compatibility (EMC) of the sensor; EMC filter and  protection solutions required for the Doppler Current Profiler Sensor. And also addresses the different cables  available for use of the DCPS sensor.  EMC Filter and Protection  The sensor is designed to have an extremely high amplification in the Doppler frequency range around 600 kHz. This  also means that severe common mode noise on the power lines may affect the Doppler measurements if the noise  frequencies are close to 600 kHz. This can be checked from the signal strength and noise peak output when  connected to the power of the system.  Two different options are delivered from the factory, one for underwater/buoy systems and one for cable to land  systems.  4.1.1 Underwater/Buoy systems  A common mode line filter on the power lines has to be inserted between the sensor and the system. This filter  should be as close as possible to the cable output from the system and the ground connection on the filter has to be  connected to the common chassis ground of the system or a common ground structure. The chassis ground serves as  a return path for noise currents decoupled by the common mode filter. This is necessary since the noise currents  should have a low impedance path back to the noise source in the system.  This common mode filter may be left out if the system designer knows (from EMC emission tests) that the system  does no emit any noise on the cable to the sensor in the range around 600 kHz.  4.1.2 Cable to land systems  A Filter Box with surge protection on all lines is delivered together with the cables. This box also has the same built in  common mode filter as delivered for underwater systems. This box needs a good connection to earth to divert any  large surge currents to earth.  Cable screen from sea side cable and land side cable needs a good connection to the  chassis of the box.  Surge current are generated from nearby lightning and can cause surge currents in the kilo‐ampere range on a cable.  The sensor has some protection built‐in but the safest is to remove as much as possible of these large surge currents ...
  • Page 64: Emc Testing

      Page  64  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor If using the SeaGuardII DCP with Real‐Time cable to land, the same filter box is delivered together with the  instrument and should be installed the same way. The operating manual for SeaGuardII, TD 303, gives more  information on the available cables.  EMC Testing  The DCPS sensor has been tested at an accredited test laboratory to verify that the sensor fulfills the requirements in  the EU EMC directive (89/336/EMC).  Applied standards   EN55011 (2009)+A1   EN 61326‐1 (2013)    Applied tests   Conducted Emissions   Electrostatic Discharge Immunity   Surge Immunity   Conducted RF Disturbance Immunity    Other tests were found as not relevant to this sensor due to underwater use and DC power.    Cables  Different cables are available for stand‐alone use with free end and connectors.  The cables have both power and  signal lines (RS‐232/RS‐422). Contact factory for more information on cables that is best suited for use in the actual  application. When delivered, system drawings/cable drawings give details on parts connection and installation  overview with best EMC performance (best noise and surge immunity).  In underwater and buoy systems the sensors are delivered with a common mode line filter to be used on the power  lines. This is necessary to remove any present common mode noise frequencies in the Doppler frequency range.   In systems with cable to land the sensor is delivered with a Filter Protection box. This box has a common mode noise  filter and surge protection on power lines and signal lines.  Power – Voltage range  The input voltage range is from 6 to 30Vdc. When using long cables the voltage should be as close to 30V as possible.  The peak current while the sensor is pinging (after power on) is normally well below 1A (normally below 0.5A), but it  varies dependent on how high the input voltage is and how large the voltage drop is in the cable (lower voltage on ...
  • Page 65: Chapter 5 Sensor Configuration With Seaguardii Or Smartguard Data Logger

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  65 CHAPTER 5 Sensor configuration with SeaGuardII or SmartGuard data logger Introduction  The Doppler Current Profiler Sensor 5400/5402/5403 can easily be installed on the Aanderaa SeaGuardII platform or  connected using a cable. For more information about the SeaGuardII, refer to the TD 303, Operating manual SeaGuardII.   It can also be used with the SmartGuard data logger using a cable for surface buoy applications or placed on land.    Installation of the DCPS on SeaGuardII    Note!  Mount DCPS on the stud and connect the stud in sensor position 1, refer Figure 5‐1. Always replace O‐rings when  connecting to a sensor or a sealing plug.                             ...
  • Page 66: Configuration With Real-Time Collector

      Page  66  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor Configuration with Real‐Time collector     Connect the supplied configuration cable to the USB connector in front of the instrument and to the PC   Install and start the AADI Real‐Time Collector software on your PC (provided on the CD delivered with the  instrument). For more information about the AADI Real‐Time Collector, refer TD 268 AADI Real‐Time  Collector Operating Manual   Switch on the instrument by pressing the power button in the front of the instrument    NOTE!  When using a USB connection, you also need to install Windows Mobile Device Center (Windows Vista, and  Microsoft Windows 7) if not already installed on your computer. It can be downloaded from Microsoft website. Windows Mobile Device Center acts as device management and data synchronization between a Windows Mobile‐ based device and a computer.   Once the USB connection has been established, Windows Mobile Device Center will start automatically:      Figure 5‐2 Windows Mobile Device Center  Select “Connect without setting up your device”    At first connection with AADI Real‐Time Collector, it will generate the following interface:     ...
  • Page 67   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  67   Figure 5‐3 AADI Real‐Time Collector start up menu     Press New and write a name in the Connection Name box (for i.e. SeaGuardII)   Select USB from the Port Settings drop down menu (Figure 5‐4);       Figure 5‐4: AADI Real time Collector connection settings      Press OK. NOTE: This only needs to be done once. AADI real time Collector will automatically reconnect to the instrument at  next connection.    Press Open Port and the connection to the SeaGuardII should be established within a few seconds and the  status turn to green (refer Figure 5‐5).     ...
  • Page 68   Page  68  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor      Figure 5‐5: AADI Real‐Time Collector main menu    Open Control Panel (refer figure 5‐6)                          Figure 5‐6: Control panel  For more information on the settings related to the SeaGuardII, refer to the TD303, manual for the SeaGuardII  Platform Chapter 3.3.     ...
  • Page 69   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  69   Note! The configuration cannot be  changed during a recording session.     If the instrument is recording, under  Recorder Panel, press “Stop All  Groups”.            Figure 5‐7: Recorder Panel    Settings related to the DCPS can be  configured under Device Configuration  > Deployment Settings and System  Configuration.                 Figure 5‐8: Device configuration           ...
  • Page 70: Deployment Settings

      Page  70  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor Deployment settings    Select Deployment settings. Double‐click on the DCPS to select the Doppler current profiler sensor (Figure 5‐9)    Figure 5‐9: Deployment settings  If additional sensors are connected to the SeaGuardII platform, it is possible to configure the DCPS to take input from  these other sensors. If pressure sensor and at least conductivity are available, it gives the possibility to get the  correct sound speed and depth while the sensor is running.   The Figure 5‐10 gives an example of a wave & tide sensor connected to the datalogger. The Wave and Tide sensor is  selected as pressure sensor and the Tide Pressure is selected as input parameter. This enables the DCPS to calculate  the depth dependent on this pressure input and other sensor input and/or the fixed settings.    Figure 5‐10: External pressure sensor parameter input        ...
  • Page 71   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  71   The figure 5‐11 gives an example of a temperature sensor connected to the data logger. The correct temperature is  also necessary for calculation of the correct salinity and sound speed. If a temperature sensor is not connected, most  of the other smart sensors also has a built in temperature sensor which can be selected. The DCPS can also be  delivered with its own calibrated temperature (optional); the temperature input has to be disabled here if the built‐ in temperature is going to be used.    Figure 5‐11: External temperature sensor parameter input    The Figure 5‐12 gives an example of a conductivity sensor connected to the same data logger as the DCPS. When the  DCPS receives input from these three sensors via the data logger, it is able to calculate the correct salinity, depth and  sound speed. These values are used for correct positioning of cells and the correct conversion from Doppler shift to  current speeds.  If the DCPS is running in a slow recording group in the multi‐group recorder (more information about the Multi‐ group recorder is available in the TD303 Chapter 3.3.1), it is possible to have the other sensors in a faster group to  give more frequent update of input parameters.    Figure 5‐12: External conductivity sensor parameter input    The sensor can also take an input from an external Compass, like for example the Buoy Orientation sensor 4164A.  Surface buoys are often made of steel. The magnetic influence from the buoy can give a big error on the compass  heading measured by the DCPS. A compass mounted on a mast away from the buoy structure is often a better  method which gives a more accurate compass measurement. The Heading Alignment Offset value can be set to  compensate for the misalignment between the compass axes and the axes on the DCPS.     ...
  • Page 72: System Configuration

      Page  72  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor   Figure 5‐13: External compass sensor input  When finished with the configuration, click Next twice and wait for the data logger to finish the saving of the new  configuration.    System Configuration    Select System configuration under Device Configuration (refer Figure 5‐8). The different sensors connected to the  same data logger will show up as selectable items, Refer Figure 5‐14                Double‐click on the DCPS.           Figure 5‐14: System configuration         ...
  • Page 73   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  73                         Figure 5‐15: Configuration of the DCPS in the System Configuration  Refer to Chapter 2.4 for explanation of the different settings, except for the choices of the output parameters.         On the stand‐alone sensor the available  selections were Off and Output. For the DCPS  connected to a SeaGuardII or SmartGuard it is  possible to select: Off, Storage or  Output+Storage.  If set to Off, the sensor does not output data. If  set to Storage, the data logger only saves the  data to the SD‐card (if inserted). If  Output+Storage is selected, the data logger  saves the data to the SD‐card and includes the  data in the real‐time output from the data  logger (if real‐time output is enabled).      Figure 5‐16: DCPS Parameter configuration in the system configuration menu    More details on how to enable real‐time data output can be found in the TD 303, manual for SeaGuard II platform,  Chapter 6 and TD 293, manual for SmartGuard.    ...
  • Page 74: User Maintenance

      Page  74  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor User Maintenance        Use 1000 as password to access the User  Maintenance settings.  Node description and owner text can be  changed here.               Sensor software versions for use together with SeaGuard II / SmartGuard Sensors with software versions lower than 8.0.34 should be upgraded to newer version. Newer software versions  with stand‐alone capabilities can also be used on sensors which are meant for use on SeaGuard II/ SmartGuard. This  means that sensors with software versions from 8.1.25 can be used both on an Aanderaa data logger and as a stand‐ alone sensor.   Newer sensors are delivered with software version which supports both stand‐alone (AADI Real‐Time protocol and  Smart Sensor Terminal protocol) and data logger use (AiCaP protocol on SeaGuard II and SmartGuard).                     ...
  • Page 75: Chapter 6 Other Details

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  75 CHAPTER 6 Other details Compass heading 0° reference direction  In some cases it is necessary to know the orientation of the sensor’s axes. This can be necessary when the sensor is  placed in a fixed position with a fixed orientation (for example in a frame on the sea floor) where the magnetic  influence by an object nearby gives an erroneous heading measurement. In this case the fixed heading input can be  enabled, but to set the correct fixed heading the 0° reference has to be known. On surface buoys made of iron/steel  there can also be problems related to magnetic influence from the buoy structure/body. This can be improved by  using an external compass (parameter input via SeaGuard II or SmartGuard data logger) placed away on a mast arm  which gives a more correct compass heading to the sensor. In this case the misalignment/offset between the  external compass and the axes on the DCPS has to be known.  6.1.1 Transducer 1 is 0° reference  When transducer 1 on the sensor is orientated towards magnetic North, the compass heading is 0°. One method is  to measure in which direction transducer 1 is pointing. Position of transducer 1 is shown on the Figure 6‐1. Moving  transducer 1 clockwise gives an increasing heading.    Figure 6‐1 Orientation transducer 1   Find direction of magnetic north.   Find x‐axis on DCPS, axis with transducer 1 and 3 (opposite side on same axis).   If a fixed and non‐moving application, align x‐axis and transducer 1 towards correct magnetic north.  Alternatively measure the angle clockwise from magnetic north to x‐axis transducer 1 and set the fixed  heading equal to this value (degrees).   If used on a buoy with external compass input, align the x‐axis transducer 1 in the same direction as the  north mark on the compass. Alternatively, try to measure the clockwise angle from the north mark (0  degree) on the external compass to the x‐axis transducer1 on the DCPS. Set the heading alignment offset  equal to this measured angle (input parameter heading under deployment settings), see chapter 0, DCPS   ...
  • Page 76   Page  76  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor configuration > System configuration. Also, remember to select the external compass as heading input to the  DCPS.    NOTE: To check the value measured by the tilt and heading sensor refer to CHAPTER 2‐7 Viewing incoming data in  real‐time.  The same procedure can be used if the DCPS is orientated upside‐down.  6.1.2 Orientation/Steering pin as reference  Another method is to use the orientation pin underneath the sensor. This pin is placed between transducer 2 and 3.  The heading is 225 degrees (360‐135) if the orientation pin is towards magnetic north, i.e. transducer 1 is 225 degree  clockwise from the orientation pin. The positioning of the orientation pin is shown in the Figures 6‐2 and 6‐3.    Figure 6‐2 Orientation pin and transducers   Use the same methods as described in 6.1.1.    Remember that the angle between transducer 1 and the steering/orientation pin is 225 degrees.   Add 225 degrees to the measured orientation of this pin when used as fixed heading setting. If larger than  360, subtract 360 from the value.   If external compass input, add 225 degrees to the angle measured between the external compass and the  orientation pin. Set the heading alignment offset value equal to this value. If larger than 360, subtract 360  from the value.   ...
  • Page 77: Checking The Compass

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  77   Figure 6‐3 Orientation pin placement on end plate     6.1.3 Transducer 1 as reference when upside‐down  Use the same method as when the sensor is upward looking. Rotating clockwise gives an increasing angle. The  sensor is able to sense its vertical orientation sensor and automatically correct for the upside‐down orientation of  the sensor.  NOTE: To check the value measured by the tilt and heading sensor refer to CHAPTER 2‐7 Viewing incoming data in  real‐time.    6.1.4 Orientation/Steering pin as reference when upside‐down  Now transducer 1 is 135 degrees clockwise from the orientation pin. Add 135 degrees instead of 225 degrees.    Checking the compass    Point transducer 1 against North. The compass heading should lie close to 360°/0° (same point).   NOTE: To check the value measured by the tilt and heading sensor refer to CHAPTER 2‐7 Viewing incoming data in  real‐time.     ...
  • Page 78: Checking The Tilt Sensor

      Page  78  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor A clockwise rotation gives an increasing compass angle. Keep the sensor away from magnetic object like table legs (if  iron, these are acting as a permanent magnet magnetized by the earth magnetic field). Big objects like for example a  car outside the room where the compass is tested can affect the earth magnetic field at the point where the sensor  is placed. Also the structure of the building can influence on the earth magnetic field around the sensor.  Be aware that nearby objects may influence the magnetic field when the sensor is used. This can for example be a  problem on a buoy as described above or if hanging from a boat. The rule of thumb is that the bigger the magnetic  object is (hard and/or soft magnetic) the further away sensor should be positioned to eliminate the influence. If the  sensor is in a fixed position the fixed heading input can be used as described earlier in this chapter. On buoys the  solution is often to use an external compass which is placed on a non‐magnetic mast away from the buoy.  Even alkaline batteries can be a problem if placed close enough to the sensor. When used on SeaGuard II the upper  battery compartment can give problems when using alkaline battery cells. The battery cells provided by Aanderaa do  not give problems when using the lower battery compartment. When batteries are own‐built, you have to be aware  of this problem. The influence from the batteries can be checked by looking at the heading output from the sensor  while placing the batteries closer to the sensor. Moving the batteries around a hand held compass also gives a good  indication on whether the batteries are low magnetic or not. Batteries can also be degaussed to reduce the magnetic  influence from the batteries.  Checking the tilt sensor    The sensor has a 3‐axis inclinometer. The tilt is converted to rotational angles pitch and roll. When the sensor is  placed horizontal the pitch and roll should be close to zero. Pitch is the rotation around the y‐axis while roll is the  rotation angle around the x‐axis. The x‐axis is aligned with transducer 1 and 3 and the y‐axis is aligned with  transducer 2 and 4.   Place the sensor horizontal. See that the pitch and roll is close to zero.   Tilt sensor towards transducer 1 (transducer 1 downwards) and see that the pitch value is decreasing (more  negative).   Tilt the sensor in the opposite direction against transducer 3 and see that the pitch is increasing (positive).   Tilt the sensor towards transducer 2 and see that the roll value is increasing (positive).   Tilt the sensor towards transducer 4 and see that the roll value is decreasing (more negative).   Hold the sensor upside‐down and horizontal. The roll should now be close to 180 degrees. ...
  • Page 79: Checking The Acoustics

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor  Page  79 Checking the acoustics    The best way to check the acoustics is to do a short pre‐deployment where the sensor is hanging from a floating raft  or boat. Checking the signal strength from the different beams gives an indication on if some of the beams are much  weaker than the others. When checking the beam strengths close to the sensor, the signal strength should normally  be within 2‐3dB between the different beams.   A weaker signal strength on all transducers than seen earlier is not necessarily an indication that something is wrong  with the sensor. The signal strength can show big variations during a year due to changes in biological activities, etc.  Some places variations of the backscatter conditions can give several dB in signal strength variation.         ...
  • Page 80: Chapter 7 Maintenance

      Page  80  December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor CHAPTER 7 Maintenance With 50 years of instruments design and production for the scientific community, in use around the world, you can  count on our reputation for designing the most reliable products available.  We are guided by three underlying principles: quality, service, and commitment. We take these principles seriously,  as they form the foundation upon which we provide lasting value to our customers. Our unmatched quality is based  on a relentless program of continuous monitoring to maintain the highest standards of reliability.  In order to assure the quality of this sensor, critical properties are tested during production. A special form, named  ‘Test and Specification Sheet’ (delivered with the sensor) lists the tests and their results and checkpoints.  Retrieval of the sensor  Clean the Transducer Head after each deployment.   Note!   Do not use any form of steel brush or any sharp objects on the Transducer Head, as this will damage the acoustic  elements.   The sensor housing will tolerate most cleaning agents. Often 30% Hydrochloric acid (HCL) (Muriatic acid) or acetic  acid will be useful for removing barnacles and similar fouling.  Be sure to follow the safety precaution for such acids.    Anti‐fouling on transducer surface  The front layer on the transducers is optimized to give optimal matching between the transducers and the sea water  to get as high sensitivity as possible. Applying anti‐fouling to the surface may give reduced sensitivity. The best way  to keep the fouling away would have been to wash the surface at a regular interval, for example once a week or  dependent on how fast the growth is. This is however not very practical.  If applying anti‐fouling, use a very thin and evenly layer on the transducer surfaces. The best is to use a coating  which can be sprayed on as very thin layer.    Factory service  Factory service is offered for maintenance, repair or calibration.      When returning Doppler Current Profiler Sensor, always include the Instrument Service Order, Form No. 135; see our  web pages under ‘Support and Training’.  Normal servicing time is four to six weeks, but in special cases the service time can be reduced.  A main overhaul and service is recommended at the factory every three years.     ...
  • Page 81: Example Of Test & Specification Sheet And Certificates

      December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor 5400  Page  81 Example of Test & Specification sheet and Certificates    Figure 7‐1 Example of Test and Specification sheet   ...
  • Page 82   Page  82  December 2015  – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor 5400   Figure 1‐2 Example of Calibration Certificate   ...
  • Page 83   December 2015 – TD 304 OPERATING MANUAL – Doppler Current Profiler Sensor 5400  Page  83   Figure 1‐3 Example of Pressure Certificate   ...
  • Page 84                               Aanderaa Data Instruments AS  P.O.Box 103 Midtun, Sanddalsringen 5b, N‐5828 Bergen, Norway  Tel: +47 55 60 48 00   Fax: +47 55 60 48 01   email: aanderaa.info@xyleminc.com - www.aanderaa.com   Aanderaa Data Instruments AS is a trademark of Xylem Inc. or one of its subsidiaries.   © 2011  Xylem, Inc.     December 2015...

This manual is also suitable for:

Dcps 5402Dcps 5403

Table of Contents