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【MCC DAQ HATs 白皮书(上)】基于树莓派®的测试测量应用

2019/9/12 7:19:19发布202次查看

受欢迎的树莓派®
树莓派®平台的赞许是越来越多。凭借其高超的能力和低廉的价格,在设计领域中,工程师正在研究它更多的应用方法。
在全球通用计算机平台范围内,树莓派®的销量已经是位列第三,它的排名仅次于microsoft® windows® pc和apple® macintosh®;截至2017年已售出超过1250万台。它成功的秘诀在于它的价格,性能和灵活性。对于只有220人民币的树莓派®3 model b+来说,它提供了64位,四核arm处理器,千兆以太网,无线连接,蓝牙,4个usb端口,micro sd插槽和hdmi接口。
尽管,树莓派®的设计针对的是教育市场,旨在向全球学生传授计算机科学技术,但现在它已迅速扩展到教育市场以外的领域,并逐步扩展到工业/商业市场中。
mcc和树莓派®
产品设计
树莓派®的强大功能和多样的能力已经广泛应用于整个工业中,其中mcc已经将树莓派集成到我们的webdaq系列数据记录器中。基于树莓派®3和数据采集设备,mcc已研发出高性能webdaq 504声学/振动记录仪。该设备可获取并记录24位数据,具备4路通道,且每通道均可进行fft数学分析,同时将数据显示在web服务器的ui界面上。树莓派®在高性能处理器,专业的工程应用中的成功,证明了它在工业设计中oem的首选。
树莓派®在测试和测量中的地位
虽然树莓派®本身并没有内置的测试和测量模块,如模数转换器(adc),数模转换器(dac)或条件数字输入和输出(dio)。但是,可以通过usb端口或支持spi和i2c的gpio的40-pin接头扩展这些功能。直接和树莓派®gpio进行堆栈式连接的设备称为hat(hardware attached on top)。
随着多年的发展,越来越多的创客发布开源的设计,以及小型公司开始出售多任务的低成本hat模块,包括支持模拟和数字的输入输出模块。这些设计和产品足以应对教育领域和爱好者用户,但在专业的测试和测量应用方面存在严重缺陷。现有的hats中,多数产品是简单组装制成,没有详细说明或编程支持,同样不能进行产品的校准,从而保障产品的性能。
产品的校准是设计过程中至关重要的一步,因为产品的校准遵循质量指标并且产品按指定的方式执行。如果没有此过程,从产品中获取的数据是不精准。如果将数据公布或用于关键设计决策,其结果是暗含危险的。与多数开源设计,低成本树莓派hat的商业测量产品相比,mcc和其它保证进行了详细的设计和详尽的验证,使mcc hats凸显而出。
mcc树莓派®应用上的支持
为了将专业品质的测量产品带入树莓派®平台,mcc发布了适用于linux的通用库(适用于linux的ul)和专门针对专业测试和测量应用的hat系列。
ul for linux是一种开源的linux库,支持mcc最主要的usb设备,并为python™和c / c++®提供了编译接口。该库已经在多个linux发行版上得到验证,包括raspbian®,这是树莓派®计算机上最受欢迎的发行版。ul for linux和mcc丰富的usb daq设备选择,极大地扩展了树莓派®计算机的功能。
虽然,usb是多应用领域中连接daq设备方式的首选,但它仍然需要额外的电缆和外壳。当外形尺寸因素对设计显得至关重要时,hat方案将是合适的选择。mcc的hat系列专注于测试和测量和oem/odm市场。mcc daq hat具有高质量的python和c/c++的软件库,便于快速轻松地开发。与其它mcc产品一样,daq hats在美国设计,采用通过验证的经销商提供的部件,整套产品经过全面测试,并提供1年保修服务。
hardware attached on top
mcc daq hats模块
measurement computing已宣布推出三款符合树莓派hat标准的测试和测量应用产品。这些设备以小型,可堆叠的形式提供数据采集功能,新的产品一如既往的继承了mcc近30年的质量保证和技术支持。
mcc 118允许用户以100 ks/s的总吞吐量测量8个12位单端数据采样。可以在单个树莓派上堆叠8个hat,以创建一个64通道设备,最高以320ks/s的采样组合速率读取数据。
mcc 152提供2个12位模拟输出以及8个5v或3.3v dio通道,可以创建完整的多功能树莓派测量和控制系统。
mcc 134具备4路24位热电偶(tc)输入,能够测量最 流行的tc类型,包括j,k,r,s,t,n,e和b。tc类 型可在每路通道上分别选择。
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