Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Multifunkční moduly USB pro měření v terénu

číslo 11/2002

Multifunkční moduly USB pro měření v terénu

Plzeňská společnost TEDIA dodává na trh technické prostředky pro laboratorní i průmyslová měření a řízení technologických procesů. Multifunkční karty do PC a externí moduly pro distribuované systémy řady MicroUnit serie jako již tradiční výrobky asi není čtenářům časopisu Automa třeba blíže představovat. Novinkou v letošním sortimentu jsou však multifunkční moduly pro rozhraní USB.

Jak sestavit přenosnou měřicí aparaturu
Univerzální stacionární měřicí systémy pro laboratorní experimenty s velkými požadavky zejména na zpracování dat mohou být výhodně realizovány s běžnými PC se zásuvnou měřicí kartou doplněnou vhodným aplikačním programem. Běžná PC jsou bez problémů dostupná a cena a výkon standardních karet pro sběrnice ISA či PCI jsou příznivé. Problém však vyvstává v okamžiku, kdy má být měřicí aparatura snadno transportovatelná.

Obr. 1.

Systém vhodný pro měření v terénu lze vystavět s použitím přenosných počítačů třídy portable PC.

Pro jejich robustnost a poměrně vysokou cenu však úvahy častěji směřují do kategorie běžných notebooků. Hardware potřebný pro měření k nim lze připojit přes některé z doposud obvyklých rozhraní, typicky Centronics, RS-232 nebo PC Card. V poslední době je stále oblíbenější rozhraní USB, masově používané pro připojení tiskáren, skenerů a dalších periferií.

Společnost TEDIA sleduje tento trend a vyvinula řadu měřicích modulů od nejjednodušších levných provedení (obr. 1) až po výkonný špičkový modul osazený signálovým procesorem. První z modulů již byly nedávno uvedeny na trh a ostatní budou následovat.

Vlastnosti nových modulů USB
Přehled technických parametrů dostupných i připravovaných modulů je v tab. 1. Na první pohled je zřejmé, že sortiment, od nejlevnějších provedení až po modulární sestavu UDAQ-1638, umožňuje sestavit měřicí přístroj přesně na míru uvažované aplikace.

Tab. 1. Vybrané technické parametry modulů USB

Typ modulu USB UDAQ-1208 UDAQ-1408 UDAQ-1604 UDAQ-16383)
Počet analogových vstupů 8 S. E.1) 4 DIF.2) 8 až 32 S. E./DIF.
Vstupní konektory násuvné šroubové svorky svorky, BNC
Vstupní rozsah ±0,3 125 až ±10 V napětí + tenzometr4) podle konfigurace
Rozlišení A/D převodníku 12 b 14 b 16/20 b 16 b
Vzorkovací frekvence až 40 kHz (záznam do RAM), 20 kHz (záznam na pevný disk) 1 kanál do 20 kHz, 2 až 4 kanály do 4 kHz max. 200 kHz
Zásobník dat 1 KB 64 KB
Spouštění A/D převodníku časovačem, programově, externím signálem
Počet a typ analogových výstupů bez výstupů podle konfigurace
Počet a typ čítačů 2 × 16 b, max. 5 MHz podle konfigurace
Počet digitálních vstupů 2 vstupy s izolací podle konfigurace
Počet digitálních výstupů 1 přepínací relé podle konfigurace
Typ sběrnice USB verze 1.1, USB verze 2.0 – full speed
Systémové ovladače Windows 2000/XP, Windows 98/ME
Dostupnost (měsíc/rok) 10/2002 10/2002 12/2002 01/2003

1) S. E.: single ended – s jedním pólem uzemněným.
2) DIF.: differential – rozdílový.
3) Modul UDAQ-1638 je připravován v několika variantách, lišících se počtem a provedením vstupů s možností doplnit izolační a tenzometrické zesilovače.
4) Modul nabízí množství napěťových rozsahů a možnost přímého připojení tenzometrů.

Pohotové připojení k počítači a poměrně velká přenosová rychlost rozhraní USB by mohly svádět k domněnce, že svět karet pro PC se dostává na vedlejší kolej. Podrobnější analýza však ukáže, že tomu tak není. Podívejme se blíže na dvě základní systémová omezení, která rozhraní USB skrývá.

Prvním omezujícím faktorem je operační systém: rozhraní USB je funkčně implementováno ve Windows 98/ME/2000/XP. Skalní zastánci systému MS-DOS tedy přijdou zkrátka a použitelný není ani systém Windows 95.

Druhé omezení vyplývá z principu rozhraní USB a jeho softwarové implementace ve Windows. Propustnost dat při jejich ustáleném toku je celkem dostačující (nejrozšířenějším USB verze 1.1 lze reálně dosahovat až 1 MB/s, tzn. rychlosti srovnatelné se sběrnicí ISA), přenosy jsou však zatíženy poměrně dlouhou reakční dobou. V případě pouze měřicích úloh vyžadujících zpracování vstupních signálů a přenos naměřených dat do počítače k analýze uživatel tento problém příliš nezaregistruje. V plné míře však vyvstane u systémů, které vyžadují zpětný zásah prostřednictvím analogového či digitálního výstupu v závislosti na naměřených hodnotách (různé regulátory apod.). Doba, která uplyne mezi změnou vstupního signálu a reakcí výstupu, se pohybuje v řádu desítek milisekund.

Softwarová podpora
Součástí dodávky modulů USB TEDIA jsou ovladače pro operační systémy Windows 98/ME a Windows 2000/XP. Dokončovány jsou podpora programovým systémem ScopeWin a ovladače kompatibilní s LabVIEW.

Přestože společnost TEDIA není řádným členem USB-IF (USB Implementers Forum), díky dohodě s výrobcem použitého řadiče USB mají její přístroje přidělenu unikátní kombinaci USB VID/PID, vylučující kolizi se zařízeními od ostatních výrobců.

Závěr
Nová řada multifunkčních modulů USB umožňuje sestavit měřicí systém vhodný nejen pro mobilní použití, ale i pro příležitostná měření v laboratořích a ve zkušebnách. Technické a obchodní informace o celém sortimentu výrobků lze získat na domovské stránce www.tedia.cz, u smluvních obchodních partnerů nebo přímo u výrobce.

TEDIA spol. s r. o.
Zábělská 12
312 11 Plzeň
tel.: 377 478 168
fax: 377 478 169
e-mail: tedia@tedia.cz
http://www.tedia.cz

Inzerce zpět