Struktura systému

LabJack je kompaktní systém, který umožňuje realizovat základní principy programového řízení procesů. Umí digitalizovat vstupní i výstupní veličiny a komunikovat s nadřízeným systémem ke správě dat. Mechanické uspořádání umožňuje přímé využití pro aplikaci v reálném prostředí.

Vzhledem k rozsáhlosti a široké škále doplňků pro měřící zařízení LabJack si dnes pouze představíme klíčové produkty. Podrobné popisy pak naleznete v příštích článcích či v katalogových listech.

Měřící ústředna LabJack je dnes nabízena ve dvou modifikacích. Každá z nich má svou vlastní konfiguraci a tím i schopnosti užití. Uspořádání je patrné na obrázcích.

Jednou z hlavních předností a efektů LabJack je jeho schopnost propojení s nadřízeným PC. Ke komunikaci s PC se dnes již výlučně užívá buď USB, nebo ETHERNET, klasické sériové rozhraní typu RS232 již modernější PC vůbec nepoužívají. O výhodách a konfiguraci USB se můžete více dozvědět na www.usb.org nebo v sérii uveřejňovaných článků na HW. LabJack svou konstrukcí umožňuje propojení přes USB nebo ETHERNET. Nespornou výhodou propojení přes USB je i skutečnost, že řídící obvody je možno napájet z PC, a tedy není potřeba vnějšího zdroje. Samozřejmě je dostupný proud podle USBhub okolo 500 mA, na nootebok je dostupnost pouze okolo 50 mA.

Obě verze jsou pouzdřeny krytem a vyvedení signálů je přes šroubovací svorkovnice. Tedy prakticky ihned k použití. Mimoto je možné vyvést signály přes kabelové propojení buď přímo na další zpracování, nebo do externích expanderů.

Analogové vstupy Labjack

LabJack má podle modelů 12 nebo 16bitové rozlišení. Jenom pro příklad můžeme uvést, že pro vstupní úroveň ±10 V (absolutní velikost 20 V) a 12bitový převod je rozlišení 4,88 mV/bit. Každý ze vstupů je možno konfigurovat jako jednoduchý s měřením proti elektrické zemi, nebo diferenciální mezi jednotlivými kanály.

LabJack UE9 má 16 kanálů s rozlišením 16 bitů. Z toho dva kanály 14 a 15 jsou určeny k měření vnitřních parametrů systému – napětí, teplota apod. S využitím expandní 3bitové adresace může v aplikaci obsloužit až 112 analogových vstupů.

Podobně LabJack U12 má schopnost obsloužit 8 vstupů v rozlišení 12 bitů. Vstupní úroveň signálu je v základu ±20 V. Rozlišovací schopnost v závislosti na napěťové úrovně je programově modifikovatelné až na úroveň ±1 V.

Analogové výstupy Labjack

LabJack má dva analogové výstupy, a to 12bitové pro model UE9 a 10bitové pro model U12. Výstupní napětí je rozmezí 0,01 až 4,86 V. Opět příklad pro model UE9 je rozlišení na jeden bit asi 1,5 mV.

Výstupy pracují s impedancí 20 Ω, respektive 50 Ω, a maximální výstupní proud je 30 mA. V technických datech se uvádí zkratový proud 100 mA jako mezní možná hodnota.

Logické vstupy/výstupy Labjack

LabJack je osazen klasickými I/O vývody v logice odpovídající TTL nebo CMOS 3,3 V. Programově je možno vývody nastavit jako vstup, výstup „1“ , výstup „0“. Ve výstupním módu je sériově k obvodu připojen odpor, zajišťující ochranu proti přetížení. Dále pak odpor připojený na napájecí napětí a odporovou ochranu k zemi. Obvody bez ochrany je možno využít až do hodnoty výstupního proudu 25 mA, maximálně 200 mA na všechny vývody. Verze UE9 má 16 obecně programovatelných výstupů a U12 má 20 výstupů.

Obvody UE9 lze využít jako obecné časovače nebo čítače. Je možno nastavit až 6 časovačů a 2 čítače. Čítače sestávají z 32bitového registru. Časovače je možno nastavit pro funkci 16bitového nebo 8bitového PWM výstupu a jednoho vstupu jako kvadratický enkodér.

Verze U12 má samostatně vyvedený vstup pro čítač sestávající z 32bitového registru.

Základní vlastnosti U12

• 8 jednoduchých a 4 diferenční 12bitové analogové vstupy.
• Rozsah analogového vstupu: ±10 V.
• PGA se zisky: 1, 2, 4, 5, 8, 10, 16, nebo 20 V/V.
• Až 8 kilosamplů/sekundu (mód Burst) nebo 1.2 kilosamplů/sekundu (mód Stream).
• 2 analogové výstupy.
• 20 digitálních vstupů/výstupů (až 50 Hz na vstup/výstup).
• 32bitové počitadlo.
• Watchdog.
• USB 2.0/1.1.
• K jednomu USB hostiteli lze připojit až 80 zařízení LabJack.
• Kompletní ovládání softwarem, žádné jumpery ani switche.
• Není potřeba napájení.
• Obsahuje DAQFactory Express Software (Win2000/XP), LabVIEW Vis.
• Obsahuje příklady aplikací a ovladače.
• Pracuje s Windows 98SE, ME, 2000 nebo XP.
• Balení obsahuje USB kabel a šroubovák.
• Velikost přibližně 10 x 15 x 2,5 cm.

Objednat USB měřící kartu LabJack U12 v HW Shopu => 3.990Kč bez DPH
 
Podrobný popis LabJack U12

Software pro LabJack U12

Základní vlastnosti UE9

• 14 analogových vstupů (12-16bitové, podle rychlosti).
• Napěťový rozsah vstupů: ±5 V nebo 0-5 V.
• 2 analogové výstupy (12bitové).
• 23 digitálních vstupů/výstupů.
• Až 2 čítače (32bitové).
• Až 6 časovačů (Puls, PWM, Kvadratura).
• 2 zabudované svorkovnice.
• USB 2.0/1.1.
• Ethernet 10Base-T.
• Dvouprocesorový design s celkovou rychlostí 168 MHz .
• Možné galvanické oddělení Ethernetu.
• Možné bezdrátové DAQ.
• Pro USB provoz není potřeba napájecí zdroj.
• Obsahuje DAQFactory Express Software (Win2000/XP).

Objednat USB / Ethernet měřící kartu LabJack UE9 v HW Shopu => 12.550Kč bez DPH
 

Software LabJack

Ovládání LabJack je založené na rozhraní pro měření a regulaci využitím modulu LVRTE od National Instruments.

 

Samozřejmostí je aplikační software. Tento podporuje Windows 98 (min Win98SE=4.10.2222), Windows ME (min WinME=4.90.3000), Windows 2000 (min Win2000=5.0.2195) nebo Windows XP (min WinXP=5.1.xxxx), obsahuje příslušné drivery a základní aplikační příklady. Instalace za dodržení předchozích předpokladů je bez problémů na první pokus.

 

Pro tvorbu aplikačního prostředí je možno použít více možností, doporučené a nejblíže dané aplikaci je DAQFactory. Tento program je určen pro Windows NT4, nebude funkční pro Windows 95, NT 3,51, CE a nižší systémy. Následující ukázka aplikačních možností má větší vypovídací schopnost.

 

Rozšiřující karta LabJack CB25

K ústředně U12 je určena periférie CB25. Jedná se o expander 16 obecných I/O kanálů. Propojení mezi U12 a CB25 je realizováno přes 25žilový kabel.

Každý kanál je v periférii připojen přes sériový odpor 1,5 kΩ na šroubovací svorkovnici. Ke každému odporu je připojena zkratovací spojka umožňující přemostění odporu, a tím vyřazení odporu z funkce. Svorkovnice je rozdělena do dvou řad, na první jsou vyvedeny porty 0 až 7 a 2x+5V a 2xGND. Na druhou řadu jsou vyvedeny porty 8 až 15 a stejné počty napájení jako na předchozí liště. Zelená LED signalizuje připojení napájecího napětí.

Proudový odběr výstupů je dán schopností USB hub, každý výstup umožňuje odebírat proud 25 mA, celkem na všechny porty nesmí odběr přesáhnout 200 mA.

V centrále je každý vstup ošetřen diodou s omezovacím napětím +5,7 V a -0,7 V. Výpočtem lze stanovit, že maximální napětí pro každý vstup je +25 V nebo –20 V. Vstupy 13 až 15 jsou v centrále osazeny Schmittovým klopným obvodem, proto je každý proti zemi ošetřen odporem 100 kΩ.

Objednat rozšiřující kartu CB25 pro LabJack U12 v HW Shopu => 990Kč bez DPH
 

Duální programovatelný přístrojový zesilovač LabJack EI-1040

EI-1040 je dvojitý operační zesilovač s jedním napájecím napětím +5 V s nominálním odběrem 0,1 mA. Zesílení každého zesilovače je programově nastavitelné v hodnotách 1,10,100,1000. Pro každý kanál jsou pro nastavení zesílení určeny dva adresní vstupy kompatibilní s TTL nebo CMOS.

Součástí obvodu je DC DC měnič z +5 V na ±15 V. Obě napětí z měniče jsou vyvedena na svorky. Na samostatném vývodu je vyvedeno referenční napětí 4,096 V s povoleným odběrem 5 mA. Obvod sestává z jednoho měniče DCP1051DPB a dvou operačních zesilovačů TI PGA204.

Užití vychází z aplikačních možností operačních zesilovačů PGA204. Je ho možno použít jako zesilovač signálů, jako je mikrofon, teplotní čidlo nebo měřící můstek. Připojení na LabJack je rovněž velmi jednoduché podle zvážení uživatele

Celé uspořádání je kryto v kompaktní krabičce, všechny vývody jsou vyvedeny na šroubovací svorkovnice. Uspořádání svorkovnice je ve dvou lištách po 9 šroubovacích svorkách. Popis jednotlivých svorek je v následující tabulce.

Základní vlastnosti EI-1040:

• 2 vysokoimpedanční diferenční vstupy.
• Práce již od 5 V.
• Zajištění +/- 15 V napájení a 4,096 V napěťového normálu.
• Analogový vstupní rozsah +/- 10 V.
• Zisk jednotlivých kanálů 1, 10, 100 nebo 1000 nastavitelný pomocí digitálního I/O nebo propojovacích kabelů.
• Standardní spotřeba 80 mA / 5 V umožňující napájení EI-1040 pomocí +5V terminálu na LabJacku.

Objednat duální programovatelný přístrojový zesilovač EI-1040 v HW Shopu => 3.290Kč bez DPH
 

Závěr

V dnešním článku jsme se seznámili se základy měřící ústředny LabJack a nastínili jsme její možnosti. Z uvedeného přehledu je zřejmé, že nabízený systém umožňuje zvládnout rozsáhlý projekt ošetřením jak na vstupu, tak na výstupu. Mezi významné přednosti patří kompaktnost provedení a v případě komunikace přes USB i absence napájecího napětí. Hlavní aplikační užití je ale na těch, kdo správně pochopili schopnosti a dovedou si představit její aplikaci v reálném prostoru pro měřící a diagnostické účely nebo jenom pro monitorovací a kontrolní účely.

Podrobné popisy jednotlivých zařízení naleznete v příštích článcích či v katalogových listech.

DOWNLOAD & Odkazy

• Domovská stránka výrobce - http://www.labjack.com/
   
• Podrobný popis LabJack U12 - USB měřící karta LabJack U12
• Představení obslužného SW a aplikačních příkladů - Software pro LabJack U12
   
• Produkty LabJack v HW Shopu
• Další měřící přístroje v HW Shopu - Měřící zařízení k PC
   

• Katalogové údaje PGA204 - http://www.ti.com/

• Download katalogového listu UE9 - LabJack_UE9_Users_Guide.pdf
• Download katalogového listu U12 - LabJack_U12_Users_Guide.PDF
• Download katalogového listu EI-1040 - ei1040.PDF