Raspberry Pi의 다중 채널 전문 데이터 로거 – 1부

하드웨어에 대해서는 2부, 소프트웨어 구현에 대해서는 3부를 참조하십시오.

이 일련의 기사에서는 지정된 시간 간격 동안 전압, 전류 및 온도 측정값을 수집할 수 있는 다중 채널 데이터 로거를 구축하는 방법을 설명하겠습니다.

우리의 또 다른 목표는 Raspberry Pi가 학교에서 기본적인 컴퓨터 기술을 가르치는 데 좋은 도구일 뿐만 아니라 전문적인 작업을 처리할 수 있는 진지한 도구라는 것을 증명하는 것입니다.
Wikipedia의 "데이터 로거" 정의:"A 데이터 로거는 시간이 지남에 따라 또는 내장된 기기나 센서 또는 외부 기기와 센서를 통해 위치와 관련하여 데이터를 기록하는 전자 장치입니다.

요구사항

먼저 요구 사항을 명확히 합시다. 현장/서비스 엔지니어로서 저는 다음을 원합니다:

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0~260C(약 32~500F) 범위의 온도를 측정할 수 있는 8개의 입력 포트

전압(30mV … 30V, +/- 2mV) 또는 전류(10mA … 500A)를 측정하기 위한 8개의 입력 포트

시간 측정 간격(1 … 60초),

데이터 로거를 구성하고 재시작 사이에 구성 매개변수를 저장하는 간단한 방법

수집된 데이터를 검색하거나 그래프 형식으로 나타내는 직관적인 방법

유용한 정보:

<울>

가벼운 휴대용 솔루션:로거는 배터리로 실행되어야 합니다.

현장 또는 실험실 조건 모두에서 취급 및 작동이 용이함

데스크톱이나 노트북 컴퓨터는 데이터를 작동하고 수집할 필요가 없습니다.

위의 요구 사항을 충족하면 Segway, 자동차 또는 보트 전기 회로, 닭 인큐베이터, 태양 전지 또는 온실을 테스트하거나 조정할 수 있는 도구를 갖게 됩니다.

건축 및 디자인

Raspberry Pi 자체는 단일 보드 컴퓨터이므로 여기에서 Raspbian Linux 배포판을 실행할 것입니다. ADC(아날로그-디지트 변환기), 션트용 커넥터 및 감지 저항기가 있는 추가 맞춤 보드를 구축해야 합니다. , 온도 센서, 전원 안정기 및 정전 알림기(현장에 있을 때 축전지에서 실행 중입니다).

연결성 관점에서 데이터 로거는 WiFi를 통해 액세스할 수 있습니다. Raspberry Pi USB 포트 중 하나에 WiFi 동글을 넣습니다. WiFi는 호스트 모드에서 구성되므로 기본적으로 현장 조건에서 휴대폰이나 태블릿에서 데이터 로거를 "무선 네트워크"로 볼 수 있습니다. IP로 연결하여 Data Logger에 액세스할 수 있습니다. 실험실에서 Data Logger로 작업하는 경우 이더넷 케이블을 Raspberry Pi에 연결하면 Data Logger를 무료 무선 라우터 또는 WiFi 확장기로 사용할 수 있습니다.
아래 하드웨어 및 네트워크 다이어그램을 참조하세요.

소프트웨어는 네트워크 연결 데이터 로거를 구축한다는 가정을 기반으로 합니다. 웹 사용자 인터페이스가 있으므로 선호하는 웹 브라우저에서 모든 로깅 구성을 수행할 수 있습니다. 수집된 데이터는 실시간으로 화면에 출력되고 일련의 그래프로 표시됩니다. 또는 사용자는 수집된 전체 데이터 세트를 CSV 파일로 다운로드하고 분석할 수 있습니다(예:MS Excel에서).

위는 소프트웨어 설계 다이어그램입니다. ADC를 Raspberry Pi GPIO 포트에 연결하려면 ADC를 프로그래밍하고 값을 읽는 방법이 필요합니다. 또한 지정된 시간 동안 지정된 포트에서 ADC 데이터를 검색하고 구성 설정을 저장 및 검색하는 서비스가 필요합니다. REST 서비스를 사용하여 사용자가 데이터 및 구성에 쉽게 액세스할 수 있도록 합니다. 웹 사용자 인터페이스는 구성(간격 설정, 포트 선택, 트리거 조건) 및 상태(검색된 데이터 표시 및 그래프 그리기, 데이터 내보내기)의 두 화면으로 구성됩니다.

자세한 내용:Raspberry Pi의 다중 채널 전문 데이터 로거 – 1부