Membangun Pencatat Data Multisaluran dengan Raspberry Pi – Bagian 1: Persyaratan & Arsitektur
Untuk build lengkap, lihat Bagian 2 (perangkat keras) dan Bagian 3 (perangkat lunak). Dalam artikel ini, kami uraikan konsep inti di balik pencatat data multisaluran yang mencatat tegangan, arus, dan suhu pada interval yang dapat dikonfigurasi.
Tujuannya adalah untuk menunjukkan bahwa Raspberry Pi dapat bertransisi dari mainan edukatif menjadi instrumen yang tangguh dan siap lapangan yang mampu menangani tugas pengukuran profesional. Menurut Wikipedia, pencatat data adalah "perangkat elektronik yang mencatat data dari waktu ke waktu, atau terkait lokasi baik dengan instrumen atau sensor bawaan atau melalui instrumen dan sensor eksternal."
Persyaratan Sistem
Sebagai insinyur lapangan atau servis, Anda membutuhkan perangkat yang menawarkan kemampuan berikut:
- Delapan input suhu yang mencakup 0–260 °C (32–500 °F)
- Delapan input serbaguna yang dapat mengukur tegangan (30 mV – 30 V, akurasi ±2 mV) atau arus (10 mA – 500 A)
- Interval sampling yang dapat dikonfigurasi dari 1 s hingga 60 s
- Penyimpanan konfigurasi yang persisten di seluruh restart
- Pengambilan data yang intuitif dan representasi grafis
Fitur yang diinginkan:
- Daya baterai, ringan, dan portabel
- Operasional di lingkungan lapangan dan laboratorium
- Tidak bergantung pada desktop atau laptop eksternal untuk akuisisi data
Spesifikasi ini memungkinkan berbagai aplikasi—dari pengaturan sirkuit kendaraan listrik dan pemantau inkubator hingga penilaian baterai surya dan kondisi rumah kaca.
Ringkasan Arsitektur & Desain
Platform inti adalah Raspberry Pi yang menjalankan Raspbian Linux. Kami akan melengkapinya dengan papan carrier kustom yang menempatkan ADC, konektor shunt, sensor suhu, stabilisator daya, dan pemberi tahu kegagalan daya untuk mendukung operasi baterai.
Konektivitas berbasis Wi-Fi. Dongle Wi-Fi USB akan dikonfigurasi dalam mode AP (host), sehingga pencatat muncul sebagai titik akses jaringan pada ponsel atau tablet apa pun. Di lingkungan laboratorium, kabel Ethernet dapat mengubah Pi menjadi router Wi-Fi gratis atau pemerantasi.
Arsitektur perangkat lunak berpusat pada UI berbasis web. Pengguna dapat mengonfigurasi interval pencatatan, memilih saluran, dan menetapkan kondisi pemicu melalui browser. Data real-time muncul sebagai grafik dinamis, sementara dataset lengkap dapat diekspor sebagai CSV untuk analisis eksternal (misalnya, Excel).
Komponen utama meliputi:
- ADC dihubungkan melalui GPIO untuk pembacaan presisi tinggi
- Layanan latar belakang yang mem-poll ADC pada interval yang ditentukan pengguna, menyimpan data mentah, dan mengelola persistensi konfigurasi
- RESTful API yang mengekspos titik akhir konfigurasi dan data untuk UI web
- Dua layar UI utama: Konfigurasi (atur parameter) dan Status (lihat data, grafik, dan opsi ekspor)
Untuk wawasan yang lebih dalam, lihat Bagian 1 dari seri "Multichannel Professional Data Logger on Raspberry Pi".
