Funkcija analogno-digitalnog modula
Funkcija analogno-digitalnog modula je da konvertuje analogni naponski signal u digitalni oblik koji je pogodan za obradu procesorom

Opis

A2-28-AD je modul za akviziciju podataka i merenje visokih performansi. On podržava DMA i FIFO funkcije. Primenjuje se u aplikacijama gde se zahteva brzina, visoka preciznost i kontinualno snimanje podataka na disk. Pogodan je za merenje tranzijenata i brzih događaja. 

A2-28-AD (Analog-Digital) se koristi za akviziciju podataka i merenje. Modul se isporučuje kao 12-bitni sa oznakom A2-28-AD ili kao 16-bitni sa oznakom A2-28-HR (High-Resolution). Na modulu se nalazi generator frekvencije i kaunter/tajmer. Sistem omogućava DMA prenos i snimanje podataka brzinom uzorkovanja do 100 kHz.

Atributi

 

Primena

  • Instrumentacione karakteristike
  • 16/8 Singl/Diff. analognih ulaznih kanala
  • 12 ili 16-bitna rezolucija
  • 1K FIFO
  • Programabilno pojačanje od 1, 10 i 100 puta
  • Brzina uzorkovanja do 100 KHz pod DMA
  • Strujni ili naponski ulazi
  • Generator frekvencije od 8 MHz
  • Mogućnost instalacije filtera i pojačavača za svaki kanal
  • Garantni rok je 5, servisni 7 godina
 
  • Akvizicija podataka i merenje
  • Kontinualni striming na disk od 100 KHz
  • Snimanje tranzijentnih pojava
  • Procesno i mašinsko upravljanje
  • Merenje i testiranje u industrijskom okruženju

 Uputstvo

Modul je podržan dijagnostičkim softverom i softverskim drajverima koji olakšavaju razvoj aplikacija u DOS i Windows okruženju, u  programskim jezicima visokog nivoa C/C++, Pascal i Visual Basic. Takođe, modul radi sa savremenim programskim paketima za intuitivno grafičko programiranje i razvoj aplikacija kao što su LabVIEW, CVI i drugi.

Analogni ulazi

A2-28-AD  može da se konfiguriše sa 16 singl ili 8 diferencijalnih ulaznih kanala. Ako se na ulazne kanale dodaju diferencijalni instrumentacioni pojačavači ili izolacioni pojačavači, tada će modul imati 16 diferencijalnih ulaznih kanala.

Na modul je ugrađen brzi instrumentacioni, diferencijalni PGA (Programmable Gain Amplifier) sa pojačanjem od 1, 10 i 100 puta. Pojačanje svakog kanala postavlja se softverski. Ulazni naponski opsezi su 0-5 V, 0-10 V, ±5 V i ±10 V. Analogni ulazi zaštićeni su do naponskog nivoa od ±35 V. Kada se na ulazu postavl šent-otpornik, na modul je moguće priključiti i strujne signale u standardnim opsezima na primer: 0-20 mA, 4-20 mA,  ±10 mA, 12 ± 8 mA itd.

Kanali se sa realnim procesom povezuju preko Feniksovih industrijskih konektora, međutim A2-28-AD se može isporučiti i sa BNC konektorima na prednjoj ploči modula. U tom slučaju prilikom kupovne treba dodati sufiks "BNC". Modul sa BNC konektorima električno zauzima jedan slot, a fizički zauzima 2 slota u kontroleru.

Kondicioniranje signala

Na modulu je predviđen prostor za pasivno i aktivno kondicioniranje ulaznih signala. Za pasivno kondicioniranje perdviđeno je terminaciono polje gde korisnik može sam po svom izboru i za datu primenu da ugradi pasivne komponenate razdelnika napona, šent-otpornik za pretvaranje strujnih signala u naponske, filtersku R-C mrežu ili zaštitne komponente.

Aktivno kondicioniranje ulaznih signala podrazumeva ugradnju komponenata kao što su instrumentacioni pojačavač izolacioni pojačavač i filter, za svaki kanal posebno, u skladu sa zahtevima aplikacije. Ovo znači da korisnik ne mora da plati modul sa svih 16 kanala kondicioniranih na isti način kao što to mora kada kupuje sličnu konfiguraciju od drugih proizvođača, već kupuje samo neophodne komponente u broju i tipu koji su mu potrebni za datu aplikaciju.

Dva sledeća kratka poglavlja daju malo šira objašnjenja o ulaznom pojačavaču sa aktivnim filtrom i o komponentama analogne izolacije:

Pojačanje i filtriranje ulaznih signala

U slučaju da su signali koje treba priključiti vrlo niskog naponskog nivoa (reda nekoliko ili delova µV) moguće je na ulaz kanala dodati instrumentacioni diferencijalni pojačavač sa visokom ulaznom impedansom i programabilnim pojačanjem od 1-5000. Pojačanje se postavlja ugradnjom adekvatnog otpornika u podnožje (bez lemljenja). Priključenje ulaznih signala je moguće izvršiti u diferencijalnoj mernoj konfiguraciji ili u single ended spoju. Iza pojačavača se nalazi aktivni filter drugog reda.

Filtriranje signala od šuma i smetnji indukovanih na prenosnom putu vrši se dodavanjem komponenata koje formiraju niskopropusni (LP) aktivni filter drugog reda, koji se konfiguriše na samoj štampanoj ploči modula. Granična frekvencija filtra se postavlja u skladu sa zahtevima konkretne aplikacije. Više o ovoj temi na strani Priprema signala i Principi konverzije.

Instrumentacioni pojačavač i filter su opcije i ugrađuju se na zahtev budućeg korisnika za svaki kanal posebno i u tom slučaju se uz oznaku modula dodaje sufiks "Opcija 2". Korisnik treba da specificira i prelomnu frekvenciju filtera.

Izolacija

Ako u procesu merenja postoji mogućnost pojave potencijalne razlike između izvora signala i sistema za merenje treba ugraditi izolacionine pojačavače, čime se efikasno otklanjaju problemi vezani za pojavu visokih  common mode napona. Primenom izolacionih komponenata ostvaruje se izolacija kanala od kanala i između mernog polja i kontrolera. Samo ovakva konfiguracija pruža i sigurnost i tačnost merenja. Jeftini A/D sistemi nekih proizvođača dizajnirani su sa izolacijom na nivou AD konvertora. U takvoj konfiguraciji oni nemaju izolaciju između kanala pa merenja mogu biti netačna, a u slučaju pojave potencijalne razlike između bilo koja dva kanala otkazuje ceo modul.

A2-28-AD ima ugrađen DC/DC konvertor od 6W koji između ostalog obezbeđuje el. napajanje i za 16 DC/DC konvertora koji napajaju prednji kraj izolacionih pojačavača svakog kanala posebno. Svaki izolacioni blok se sastoji od instrumentacionog pojačavača, izolacionog pojačavača, galvanski izolovanog DC/DC konvertora za napajanje i niskopropusnog (LP) aktivnog filtra. Galvanska izolacija je 500 V.

Neke izolacione komponente na A2-28-AD moduli su montirane sa zadnje (lemne) strane modula u "zig-zag" poretku (slika desno).

Prilikom naručivanja izolacionih pojačavača uz oznaku modula treba dodati sufiks: "Opcija 2". Pritom treba navesti broj izolacionih pojačavača i na kojim kanalima treba da budu instalirani. 

Da ponovimo, korisnik ne mora da kupi modul sa svih 16 kanala kondicioniranih na isti način kao što to mora kada opremu nabavlja od drugih proizvođača, već kupuje samo neophodne komponente u broju i tipu koji su mu potrebni za datu aplikaciju. Više informacija o principima izolacionih pojačavača je na strani ISO-24

Ako se kontroler instalira u ambijent sa temperaturom višom od 40 C, ispod modula A2-28-AD na koga su instalirane izolacione komponente postavlja se mikro ventilator dimenzija 50 x 50 mm radi povećanja protoka vazduha i odvođenja disipacije sa ugrađenih poluprovodničkih komponenata. Treba primetiti da ovaj modul ima ekstremno visoku integraciju funkcija i komponenata na malom prostoru, kao malo koji modul bilo kog proizvođača sa komparativnim funkcijama.

DMA

 Modul radi sa DMA (direktan pristup memoriji) koji omogućava visoke performanse i čitav spektar novih mogućnosti. Više detalja naći ćete na strani  Sve o DMA.

Kaunter i Generator Frekvencije

A2-28-AD ima jedan 16-bitni kaunter/tajmer opšte namene sa clock i gate ulazima. On može da se programira za 6 različitih modova rada. Kaunter broji impulse frekvencije do 8 MHz. Ako se ne koristi kao brojač, može se upotrebiti kao preskaler (programabilni delitelj) za generator frekvencije, za vrlo niske brzine uzorkovanja.

Modul ima 16-bitni generator frekvencije (pejser) za uzorkovanje analognih ulaza. Vremenska baza generatora dobija se iz 8 MHz kristalnog oscilatora, koji se nalazi na modulu. Frekventni opseg generatora je od 122 Hz do 4 MHz. Kaunter opšte namene može da se iskoristi kao 16-bitni preskaler, i može da proširi opseg frekvencija od 0.0018 Hz do 2 MHz.

Softver

Rad sa ovim modulom je znatno pojednostavljen primenom 32-bitnih softverskih drajvera ED-Link koji se standardno isporučuju prilikom kupovine A2 kontrolera. Drajveri su napisani za C/C++ za DOS, kao i C/C++, Turbo Pascal i Visual Basic za Windows/NT. Njihovom primenom programer se oslobađa potrebe za poznavanjem hardverskih detalja.

Kao alternativa softverskim drajverima, na raspolaganju su i menijem upravljani softverski paketi za grafičko programiranje aplikacija. Korisnik, zavisno od namene i cene, može da odabere jedan od sledećih paketa:

LabVIEW National Instruments
LabWindows/CVI National Instruments
32-bitnih softverskih drajvera ED-Link

Trening

Da se upoznate i da ovladate raznim industrijskim i laboratorijskim PC tehnikama kao i da saznate kako na najbolji način da koristite sisteme za akviziciju podataka, merenje i procesno upravljanje, pogledajte sledeće stranice:


 

 

  © 1982 - Electronic Design
  Makenzijeva bb-Pejton, Beograd
Tel:  +381 11 308 50 30
Fax: +381 11 308 50 31
Tel: 011 2 450 480
Tel: 011 308 74 59
   www.ed.rs
  ed@ptt.rs