Pencatat Data Profesional Multisaluran di Raspberry Pi – Bagian 1

Lihat Bagian 2 untuk perangkat keras dan Bagian 3 untuk implementasi perangkat lunak.

Dalam rangkaian artikel ini, saya akan menjelaskan cara membuat Pencatat Data multisaluran, yang mampu mengumpulkan pengukuran tegangan, arus, dan suhu selama interval waktu yang ditentukan.

Tujuan alternatif kami adalah untuk membuktikan bahwa Raspberry Pi bukan hanya alat yang bagus untuk mempromosikan pengajaran keterampilan komputer dasar di sekolah, tetapi juga instrumen serius yang mampu menangani tugas-tugas profesional.
Definisi “data logger” dari Wikipedia:“A pencatat data adalah perangkat elektronik yang merekam data dari waktu ke waktu, atau dalam kaitannya dengan lokasi baik dengan instrumen atau sensor internal atau melalui instrumen dan sensor eksternal”.

Persyaratan

Pertama-tama mari kita perjelas persyaratan kita. Sebagai teknisi lapangan / layanan, saya ingin memiliki:

• 8 port input yang dapat mengukur suhu dalam rentang antara 0 dan 260 C (sekitar 32…500 F);
• 8 port input untuk mengukur tegangan (30mV … 30V, +/- 2mV) atau arus (10mA … 500A);
• interval pengukuran waktu (1 … 60 detik);
• cara sederhana untuk mengonfigurasi pencatat data dan menyimpan parameter konfigurasi di antara mulai ulang;
• cara intuitif untuk mengambil data yang dikumpulkan atau menampilkannya dalam format grafik;

Bagus untuk dimiliki:

• solusi yang ringan dan portabel:pencatat data harus berjalan dengan baterai;
• mudah ditangani dan dioperasikan baik di lapangan maupun dalam kondisi lab;
• Komputer desktop atau laptop tidak diperlukan untuk mengoperasikan dan mengumpulkan data;

Persyaratan di atas memungkinkan Anda memiliki alat untuk menguji atau menyetel sirkuit listrik Segway, mobil atau perahu, inkubator ayam, baterai surya, atau rumah kaca.

Arsitektur dan Desain

Raspberry Pi itu sendiri adalah komputer papan tunggal, kami akan menjalankan distribusi Raspbian Linux di atasnya. Kami perlu membuat papan kustom tambahan, yang akan memiliki konverter Analog-ke-digit (ADC), konektor untuk shunt dan resistor penginderaan , sensor suhu, penstabil daya, dan pemberitahuan pemadaman listrik (kami menggunakan akumulator saat kami berada di lapangan).

Dari sudut pandang konektivitas – Data Logger kami akan dapat diakses melalui WiFi. Kami akan memasang dongle WiFi di salah satu port USB Raspberry Pi. WiFi akan dikonfigurasi dalam mode HOST, jadi pada dasarnya dalam kondisi lapangan Anda dapat melihat Data Logger di ponsel atau tablet Anda sebagai "Jaringan Nirkabel". Anda dapat menghubungkannya dan mengakses Data Logger dengan IP. Jika Anda bekerja dengan Data Logger di lab, Anda dapat mencolokkan kabel Ethernet ke Raspberry Pi dan Data Logger dapat berfungsi sebagai router nirkabel gratis atau perluasan WiFi.
Lihat diagram perangkat keras dan jaringan di bawah.

Perangkat lunak akan didasarkan pada asumsi bahwa kami membangun Data Logger yang terhubung ke jaringan. Kami akan memiliki antarmuka pengguna web, sehingga semua konfigurasi logging dapat dilakukan dari browser web favorit Anda. Data yang dikumpulkan akan ditampilkan di layar secara real time dan direpresentasikan sebagai satu set grafik. Sebagai alternatif, pengguna akan memiliki kemampuan untuk mengunduh seluruh kumpulan data yang dikumpulkan sebagai file CSV dan menganalisisnya (misalnya dalam MS Excel).

Di atas adalah diagram desain perangkat lunak. ADC terhubung ke port Raspberry Pi GPIO, kita membutuhkan cara untuk memprogram ADC dan membaca nilainya. Kami juga memerlukan layanan yang akan mengambil data ADC dari port tertentu selama periode waktu tertentu, menyimpan dan mengambil pengaturan konfigurasi. Kami akan menggunakan layanan REST untuk memberikan pengguna akses mudah ke data dan konfigurasi. Antarmuka Pengguna Web terdiri dari dua layar:Konfigurasi (setel interval, pilih port, kondisi pemicu) dan Status (tampilkan data yang diambil dan gambar grafik, ekspor data).

Untuk detail lebih lanjut:Pencatat Data Profesional Multisaluran di Raspberry Pi – Bagian 1