Systemy akwizycji danych LabJack T7 i T7-Pro
| TechnikaLabJack Corporation – amerykańska firma, zaczynająca działalność, jak wiele podobnych, w garażu, co nie przeszkodziło w szybkim osiągnięciu sukcesu marketingowego. Systemy akwizycji danych ze znakiem LabJack szybko zdobyły zainteresowanie i uznanie użytkowników. Od 2001 roku producent nie spoczywa na laurach, stale ulepsza swoje wyroby i rozwija ofertę.
Systemy akwizycji LabJack wyróżniają się spośród innych urządzeń obudowami o charakterystycznym czerwonym, półprzezroczystym zabarwieniu (fot. 1). Opisane w artykule moduły LabJack T7 i LabJack T7-Pro mają wymiary 168×70×28 mm. Dzięki otworom i zaczepom rozmieszczonym w obudowie mogą być montowane zarówno w położeniu pionowym, jak i poziomym. Linie sygnałowe i dodatkowe moduły są dołączane za pośrednictwem łączówek śrubowych i gniazd D-SUB 37 oraz D-SUB 15. Na jednym z krótszych boków obudowy umieszczono gniazda USB i Ethernet. Moduły LabJack komunikują się z komputerem za pośrednictwem interfejsów Wi-Fi (LabJack T7-Pro), Ethernet i USB. W urządzeniu LabJack T7-Pro uwzględniono dodatkowe gniazdo dla anteny Wi-Fi.
Wejścia/wyjścia analogowe
LabJack T7 zawiera 14 wejść analogowych o rozdzielczości 16 i 24 bitów (zależnie od szybkości i typu urządzenia). Po zastosowaniu modułów rozszerzających MUX80 (fot. 2) liczba wejść może być zwiększana do 84. Rozdzielczość kanałów pomiarowych jest wybierana programowo. Wejścia są przystosowane do dowolnego rodzaju źródeł sygnału. Najczęściej są to wszelkiego rodzaju czujniki wielkości fizycznych. Wzmacniacze modułów T7 mają programowalne wzmocnienie do 1000x, dzięki czemu poszczególne kanały można łatwo przystosować do takich czujników jak: wszelkiego rodzaju mostki, termopary, tensometry, czujniki ciśnienia, drgań itp. Podawana w dokumentacji liczba wejść analogowych nie oznacza, że zawsze można mierzyć tyle sygnałów. Czujniki z wyjściami symetrycznymi zajmują dwie linie wejściowe. Poziomy mierzonych napięć są wybierane w 4 zakresach: ±10 V, ±1 V, ±0,1 V i ±0,01 V. W wielu aplikacjach użytkowych istotne jest jak najmniejsze opóźnienie wyniku przekazywanego przez system akwizycji po wysłaniu polecenia aktywującego pomiar. W modułach LabJack T7 zwłoka ta nie przekracza 1 ms.
LabJack T7 ma dwa 12-bitowe wyjścia analogowe o napięciach z zakresu 0...5 V. Są one sterowane za pośrednictwem zestawu uniwersalnych rejestrów stream-out wyprowadzających dane na wyjścia cyfrowe lub przez przetworniki cyfrowo- analogowe na wyjścia analogowe. W zależności od obsługi rejestrów, wyjściowe sygnały analogowe są traktowane jako przebiegi nieregularne lub jako okresowe przebiegi o dowolnych kształtach. LabJack T7 przypomina wówczas generator arbitralny. Dołączając moduły LJTick-DAC, można rozszerzyć uzyskiwane napięcia wyjściowe do zakresu od 0 do 10 V przy rozdzielczości do 14 bitów.
Wejścia/wyjścia cyfrowe
Urządzenia akwizycji danych LabJack T7 mają także 23 wejścia/wyjścia cyfrowe przystosowane do pracy w różnych konfiguracjach i trybach: linie interfejsów SPI i I2C (tylko w trybie Master), 5 wyjść PWM, 5 wyjść impulsów cyfrowych o regulowanej częstotliwości, szerokości impulsu i liczbie impulsów, 2 wejścia pomiaru częstotliwości i okresu, 2 wejścia pomiaru szerokości impulsu i współczynnika wypełnienia, 2 wejścia służące do pomiaru czasu między zboczami przebiegów cyfrowych, 4 wejścia szybkich liczników impulsów, 6 liczników programowych z funkcją debounce, 3 pary wejść kwadraturowych. Poszczególne funkcje są przypisane do określonych wyprowadzeń, projektując topologię połączeń systemu akwizycji danych, należy o tym pamiętać.
LabJack T7-Pro
Poza dodaniem interfejsu Wi-Fi 802.11b/g wersję Pro wzbogacono o 24-bitowy przetwornik sigma-delta low-speed, zegar czasu rzeczywistego wykorzystywany w długich rejestracjach przebiegów wolnozmiennych oraz kartę microSD, na której są zapisywane wyniki tych rejestracji w trybie standalone.
Rozszerzenia
Do LabJacków oferowana jest bogata lista różnych minimodułów dołączanych w celu uzyskania wymaganej dla danego pomiaru funkcjonalności. Są to np. źródła referencyjne, przełączniki mocy, rezystory pomiarowe, translatory poziomu sygnałów cyfrowych, bufory wyjściowe i wejściowe itp. Zastosowane w nich wyprowadzenia szpilkowe umożliwiają łatwy montaż w łączówkach śrubowych modułów T7 i T7-Pro.
Praca w trybie standalone
Jedną z ważniejszych zalet urządzeń LabJack serii T jest praca w trybie standalone. Nie jest w nim wymagany komputer nadrzędny, za pośrednictwem którego LabJacki są konfigurowane i do którego przesyłane są dane pomiarowe, lub z którego są odbierane dane sterujące portami wyjściowymi LabJacka. W trybie standalone LabJack jest urządzeniem całkowicie samodzielnym. Za zbieranie danych pomiarowych oraz sterowanie dołączonymi urządzeniami odpowiada wpisany do LabJacka skrypt Lua. W wielu przypadkach rozwiązanie to pozwala zwiększyć szybkość i wydajność systemu, jednocześnie taka metoda korzystania z LabJacków przypomina obsługę jakże popularnych, żeby nie powiedzieć modnych obecnie modułów np. Arduino.
Skrypt ma dostęp do wszystkich zasobów LabJacka (24-bitowego ADC, 14 kanałów analogowych i 23 cyfrowych we/wy, 10 liczników, I2C, PWM itd.). Pisanie skryptów nie wymaga instalowania żadnych, najczęściej komercyjnych kompilatorów. Są one wpisywane do LabJacka za pośrednictwem darmowego, wieloplatformowego środowiska Kipling. Skrypty mają format tekstowy, podobnie jak informacje dotyczące debugowania wyświetlane na konsoli Kiplinga.
Systemy akwizycji danych LabJack odznaczają się perfekcyjnie przemyślaną konstrukcją, oraz bogatym oprogramowaniem, co sprawia, że bez większego trudu mogą być używane nawet przez osoby niemające dużego doświadczenia i obycia z aparaturą pomiarową. Jeśli dodamy do tego olbrzymią społeczność użytkowników chętnie dzielących się doświadczeniami z LabJackami, to decyzja o wyborze systemu DAQ staje się oczywista. W kolejnym artykule zamieścimy opis urządzenia LabJack T4.
Jarosław Doliński
Egmont Instruments
ul. Marszałkowska 136/31
00-004 Warszawa, kom. 692 501 750
tel. 22 850 62 05-07, faks 22 654 02 48
labjack@egmont.com.pl
www.egmont.com.pl/labjack
