Távoli laboratóriumok adatbeolvasó (DAQ) kártyákkal

IDevice Icon ...

Az adatbeolvasó kártyákra épülő távoli laboratóriumok rugalmasabb megoldást kínálnak, mivel a laboratóriumi felszerelés nagy része egyetlen DAQ-kártyával helyettesíthető.

Az analóg áramkörökkel végzett gyakorlatokat nyújtó távoli laboratóriumok esetén például a virtuális műszereket legtöbbször a funkciógenerátor és az oszcilloszkóp feladatainak elvégzésére programozzák. Ezeket a műszereket virtuális eszközként hozzák létre, és úgy programozzák őket, hogy a DAQ-kártya erőforrásai segítségével generáljanak analóg hullámformákat és olvassák le az analóg jeleket. A felhasználói felületek elkészíthetők úgy, hogy a valódi eszközök megjelenését tükrözzék, így teremtve meg a valós környezet illúzióját. 

DAQ-kártyával felszerelt távoli laboratórium létrehozásához először figyelembe kell venni az elvégzendő feladatok típusait, hogy kiválasztható legyen a megfelelő DAQ-eszköz. A kívánt jelfrekvenciákon különböző kísérletek végezhetők, és ezt is tekintetbe kell venni, ha pontosan szeretnénk vizualizálni az áramkör viselkedését.

Az elektronika területén jó példa az ilyen, adatbeolvasó kártyák segítségével megvalósított távoli laboratóriumokra a Karintiai Alkalmazott Tudományok Egyeteme által kifejlesztett rendszer, amely egy gyakori analóg funkciókkal rendelkező programozható analóg ASIC-eszközre épül (ispPAC 10). Az áramkör távolról tesztelhető és programozható.

 
Figure 6
 
A 6. ábrán a távoli laboratóriumhoz összeállított NYÁK (nyomtatott áramkör, http://en.wikipedia.org/wiki/Printed_circuit_board) látható. A laboratóriumban használt DAQ-hardver a National Instruments PCI-6251 eszköze volt, egy nagy sebességű adatbeolvasó (DAQ) kártya (a kártya műszaki jellemzőivel kapcsolatos további információk: http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/ro/nid/14124). Az eszköz 16 analóg bemenettel és 2 analóg kimenettel rendelkezik. Az adatbeolvasó terminálokat az ASIC megfelelő be- és kimeneteire kapcsolták, hogy az egyes I/O-terminálok jele beolvasható és megjeleníthető legyen a felhasználó számára. Az ASIC távoli laboratóriumának eszközeit vezérlő szerver a LabVIEW szoftvert és annak beépített webszerverét futtatja, amely a virtuális eszközök közzétételéért felelős.
 
Figure 7

A laboratórium DAQ-hardverét úgy programozták, hogy véges számú mintát olvasson be, a mintavételi gyakoriság beállítása pedig a felhasználó által megadott időtartam alapján történik. Beágyazott webszerverekre épülő távoli laboratóriumok

Napjainkban rendívül kompakt beágyazott webszerverek (Micro Web szerverek, MWS) állnak rendelkezésre számos alkalmazási területen. Ezekkel helyettesíthetők a speciális eszközöket és szoftvereket igénylő távoli laboratóriumokban szükséges személyi számítógépek. Oktatási és ipari környezetekben egyaránt jól használhatók. Az MWS olcsó megoldást kínál, és szinte minden mérőműszer rendelkezik az MWS-kapcsolathoz szükséges soros porttal. Egyszerre legfeljebb hét műszer kapcsolható az MWS rendszerhez. A mérési eredmények MatLab, Simulink vagy hasonló szoftvert futtató számítógépre is átvihetők további numerikus és grafikus elemzés céljából.

A 9. ábrán egy mikro-webszerver technológiát használó tipikus hardvervezérlő látható.

    

 A mikro-webszerverek lehetővé teszik a különféle felhasználói felületek (UI), különösen a HTML-oldalak és a Flash-animációk futtatását. Ezzel a megoldással a felhasználó úgy érezheti, mintha valódi műszerpanelt használna, például érintőképernyőn keresztül (10. ábra).