Precyzyjny pomiar napięcia na Raspberry Pi

Raspberry Pi to miniaturowy, opracowany w Wielkiej Brytanii komputer z procesorem ARM, pierwotnie przeznaczony do wspierania edukacji informatyki w szkołach. Jego sukces komercyjny przerósł wszelkie oczekiwania – komputer sprzedał się już w ponad 13 mln egzemplarzy (dane na 2018 r.), co uplasowało go w pierwszej trójce najczęściej kupowanych komputerów ogólnego przeznaczenia w historii.

Powstało już kilka wersji Raspberry Pi różniących się od siebie mocą obliczeniową i peryferiami. Najnowsza wersja ma czterordzeniowy procesor 1,2 GHz, 1 GB RAM, Ethernet, Wi-Fi, Blue­tooth, USB, HDMI, Audio out, a także wejścia/wyjścia ogólnego przeznaczenia. Komputer umożliwia tworzenie wielu różnych urządzeń, dlatego w Internecie można znaleźć setki ciekawych projektów. Bogate peryferia, małe wymiary, dobra dokumentacja i otwartość systemu Linux sprawiają, że można bardzo szybko opracować i zbudować działający prototyp.

MCC-118 DAQ HAT – moduł pomiarowy dla Raspberry Pi

Dla komputera Raspberry Pi powstało już wiele dodatkowych modułów zwanych HAT, rozszerzających jego peryferia. Moduł nakłada się od góry i przykręca na dystansach. Piny przechodzą przez moduł na wylot, dzięki czemu na takim dodatkowym module można zamontować kolejny.

MCC-118 – nowy moduł typu HAT przeznaczony dla opisywanego minikomputera – wyposażony jest w osiem wejść analogowych i przetwornik 12-bitowy z maksymalnym próbkowaniem na poziomie 100 kS/s (dla wszystkich wejść), a dokładność pomiaru to ±20,8 mV. Zakres pomiarowy wejść wynosi ±10 V, a przewody sygnałowe można przykręcić na terminalu śrubowym. Do jednego komputera można podłączyć nawet osiem modułów MC-118 i uzyskać 64 wejścia analogowe, ale z mniejszą częstotliwością próbkowania.

Nowy moduł firmy Measurement Computing to pierwszy HAT z wejściami analogowymi o takiej rozdzielczości i szybkości próbkowania. Umożliwia precyzyjny pomiar za pomocą wielu czujników. Moduł działa zgodnie z założeniami twierdzenia Whittakera-­Nyquista-Shannona – za pomocą modułu można mierzyć sygnały o maksymalnej częstotliwości 50 kHz dla pomiaru jednego wejścia lub 6250 Hz dla pomiaru wszystkich wejść. Producent dostarcza otwarte źródłowe biblioteki i przykładowe programy w języku C oraz Python, co przyśpiesza opracowanie właściwej aplikacji. Szczególnie ciekawy jest przykład z wizualizacją pomiaru w web serwerze, czyli przez przeglądarkę internetową.

Zastosowania

Zestaw Raspberry Pi+ MCC-118 daje duże możliwości przy niewielkich kosztach. Na jego bazie można stworzyć m.in.:

• datalogger z wizualizacją danych w przeglądarce lub na wyświetlaczu HDMI,
• rejestrator pomiarów na karcie SD (także z opcją przesyłania ich przez FTP albo do chmury AWS/Azure),
• urządzenie pomiarowo-analizujące, prowadzące rejestrację danych i analizę pomiarów przez długi okres czasu, a w razie potrzeby sygnalizację/alarmowanie o przekroczeniu ustalonych wartości krytycznych,
• urządzenie sterujące pracą maszyny na podstawie danych pomiarowych,
• zdalny bezprzewodowy odczyt parametrów środowiskowych za pośrednictwem Wi-Fi,
• rejestrację danych na przenośnym nośniku USB.

Spektrum potencjalnych zastosowań jest oczywiście znacznie szersze, a ogranicza je jedynie wyobraźnia projektanta. 

ELMARK AUTOMATYKA Sp. z o.o.
ul. Niemcewicza 76
05-075 Warszawa-Wesoła
tel. 22 773 79 37, 22 778 99 25
fax 22 773 79 36
e-mail: elmark@elmark.com.pl
www.elmark.com.pl

źródło: Automatyka 4/2019