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【MCC DAQ HATs 白皮书(上)】基于树莓派®的测试测量应用
嘉兆科技 | 2019-08-15 14:56:15    阅读:363   发布文章

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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