Technologie CompactDAQ : plusieurs moteurs de cadencement, flux de signaux, etc.

Il existe plus de 60 modules d’E/S de la Série C disponibles pour différentes mesures, dont celles de thermocouples, de tension, de RTD, de courant, de résistance, de déformation, numériques (TTL et autres), d’accélération et de microphones. Le nombre de voies d’un module individuel varie de 1 à 32, pour répondre à une large gamme d’exigences système. Les modules d’E/S de la Série C allient le conditionnement de signaux, la connectivité et l’acquisition de données dans un module compact pour chaque type de mesures. ce qui simplifie système et augmente l’exactitude des mesures. Ces modules peuvent être insérés dans n’importe quel châssis ou contrôleur de la Série C pour créer une variété de systèmes. Vous pouvez sélectionner les modules de votre choix et les installer dans l’un des systèmes CompactDAQ pour créer une combinaison de nombre de voies et de types de mesure dans un système. CompactDAQ vous permet de construire le système adéquat pour répondre aux besoins de votre application de mesure.

Figure 1. Faites votre choix parmi plus de 60 modules d’E/S de la Série C

Les contrôleurs CompactDAQ favorisent l’intégration de votre système DAQ en associant le processeur et le stockage de données à l’acquisition de données et le conditionnement de signal dans un format compact et robuste. NI collabore avec Intel afin de proposer des processeurs industriels, tels que les processeurs Atom quadricœurs et double cœur, au marché DAQ. CompactRIO associé aux contrôleurs NI-DAQmx propose en outre la même intégration combinant le processeur et le stockage de données avec DAQ et le conditionnement de signal de votre système DAQ. Cette association offre toutefois les avantages supplémentaires d’un FPGA programmable par l’utilisateur permettant d’effectuer des algorithmes de cadencement,de déclenchement et de contrôle personnalisés directement dans le matériel afin d’optimiser la fiabilité et le déterminisme.

En savoir plus sur les avantages que présente l’utilisation de CompactDAQ

En savoir plus sur l’association de CompactRIO aux contrôleurs NI-DAQmx

Le placement et l’installation des instruments constituent des étapes importantes de la configuration d’un système de test. Vous pouvez minimiser le bruit électrique ambiant en plaçant les instruments à proximité de l’objet du test, car les signaux numériques utilisés par USB, Ethernet, WiFi 802.11 et plusieurs autres protocoles sont moins sensibles aux interférences électromagnétiques. CompactDAQ permet de mesurer un grand nombre de voies dans un boîtier compact et durci qui peut être placé près de l’unité sous test. Les systèmes CompactDAQ sont dotés des fonctionnalités de conception mécanique suivantes :

Châssis durci et polyvalent avec des options de montage flexibles

• Permet d’accueillir 1, 4, 8 ou 14 modules d’E/S de la Série C 
• Permet de transférer des données via USB, Ethernet ou WiFi 802.11 ou de choisir une option autonome grâce à un ordinateur embarqué
• Construction métallique A380 pour la durabilité
• Chocs de 30 g et vibrations de 0,3 geff en fonctionnement conformes aux normes IEC-60068-2-27/64 pour la plupart des châssis
• Chocs de 50 g et vibrations de 5 g en fonctionnement conformes aux normes IEC-60068-2-27/64 pour le châssis cDAQ-9185/9189
• Température de fonctionnement comprise entre -20 et 55 °C pour la plupart des châssis et contrôleurs
• Température de fonctionnement comprise entre -40 et 70 °C pour le châssis cDAQ-9185/9189
• Kits de montage sur panneau, en baie, sur rail DIN et sur table
• Dessins 2D et 3D (reportez-vous à la base de données des schémas dimensionnels sur ni.com)

Figure 2. Les châssis et contrôleurs CompactDAQ offrent des options à 1, 4, 8 ou 14 emplacements.

Maintien des câbles (de signaux et autres) pour des connexions robustes

• La connexion d’alimentation est fixée au châssis avec des vis et comporte une couverture protectrice pour la sécurité
• Le câble USB se fixe au châssis USB avec une vis de boîtier (câble USB à verrouillage inclus dans les kits de châssis USB)
• Le câble Ethernet se fixe avec un mécanisme de loquet (câble Ethernet standard vendu séparément)
• Pour tous les modules, des couvertures de maintien des câbles sont disponibles afin d’empêcher la déconnexion des câbles ; elles sont livrées avec le module ou disponibles en tant qu’accessoires
• Les tests de chocs et de vibrations sont réalisés alors que les câbles de signaux du module et les câbles d’alimentation et de communication sont connectés

Lignes de déclenchement intégrées pour l’importation et l’exportation d’horloges numériques

• Les châssis à 8 et 14 emplacements ont deux connexions BNC pour les lignes de déclenchement
• Les châssis cDAQ-9185/9189 est doté d’un connecteur SMB pour le déclenchement
• Bande passante capable de supporter une horloge de 1 MHz maximum
• Capacité de synchroniser plusieurs systèmes (la synchronisation de systèmes n’est pas compatible avec certains modules ; reportez-vous au manuel du châssis)

Figure 3. Gros plan sur l’entrée d’alimentation, les lignes de déclenchement BNC et le port USB à verrouillage du cDAQ-9178.

Synchronisation automatique des modules et des voies

• Il est possible de connecter des modules supplémentaires pour ajouter d’autres types de mesures et de voies au système.
• Les modules sont échangeables à chaud et autodétectés une fois insérés dans un contrôleur ou un châssis CompactDAQ
• Un seul système CompactDAQ peut diffuser simultanément une entrée analogique haute vitesse, une sortie analogique, une entrée numérique et une sortie numérique
• Plusieurs châssis CompactDAQ avec TSN activé peuvent être synchronisés via le réseau avec des câbles Ethernet standard
• Plusieurs châssis USB CompactDAQ peuvent être synchronisés avec le module NI 9469 et le câble RJ50

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Le convertisseur N/A est un élément essentiel du système DAQ : il a besoin de signaux d’horloge pour indiquer quand acquérir des échantillons. Bon nombre de systèmes ont plusieurs convertisseurs N/A qui partagent la même horloge pour synchroniser les mesures de toutes les voies. Les systèmes CompactDAQ ont l’avantage d’être flexibles en matière de moteurs de cadencement et vont au-delà de la synchronisation standard.

Le châssis CompactDAQ est doté de trois moteurs de cadencement d’entrées analogiques. Ceci permet aux programmeurs de répartir toutes leurs entrées analogiques en un maximum de trois groupes appelés « tâches »;

• Chaque tâche peut s’exécuter à une fréquence différente, comme illustré à la Figure 4. C’est idéal lorsque des mesures de température, souvent lentes, sont combinées avec des mesures plus rapides, comme des mesures de son et vibrations.
• Les trois tâches fonctionnent indépendamment, sont accessibles à partir de plusieurs boucles ou threads d’un programme, et peuvent être démarrées en même temps.
• Toutes les voies d’une même tâche sont automatiquement synchronisées. Si un module multiplexé est combiné dans une tâche avec un module d’échantillonnage simultané, la première voie du module multiplexé est synchronisée, et les voies suivantes de ce module sont balayées les unes après les autres.
• Toutes les voies d’une tâche, simultanées ou multiplexées, sont renvoyées à la fréquence d’échantillonnage spécifiée.
• Tous les modules peuvent être placés dans une seule tâche. Dans ce cas, toutes les voies sont synchronisées sur la même horloge.

CompactDAQ peut effectuer jusqu’à sept tâches simultanément. Plusieurs options sont disponibles pour les tâches :

• Entrée analogique avec jusqu’à trois moteurs de cadencement
• Entrée numérique avec un moteur de cadencement désigné
• Sortie numérique avec un moteur de cadencement désigné
• Sortie analogique avec un moteur de cadencement désigné
• Tâches de compteur/timer pour les mesures d’encodage en quadrature, de PWM, d’événement, de période ou de fréquence (le châssis CompactDAQ comporte quatre compteurs/timers intégrés accessibles via un module numérique)

En désignant une ressource, les tâches de sorties numérique et analogique peuvent s’exécuter indépendamment sans devoir partager un signal d’horloge avec une autre tâche. Ceci facilite la programmation et la rend plus intuitive. Les ressources désignées peuvent être partagées avec les autres sous-systèmes du châssis. Vous pouvez par exemple partager l’horloge d’entrée numérique avec l’horloge de sortie analogique pour générer une tension sur chaque front montant ou descendant de l’entrée numérique.

Les moteurs de cadencement multiples et la capacité d’acheminer et de partager les ressources donnent à CompactDAQ une flexibilité inégalée par la plupart des systèmes DAQ.

Figure 4. Différentes tâches d’entrée analogique peuvent s’exécuter à des fréquences différentes dans le même châssis.

Pour encore plus de flexibilité en ce qui concerne les moteurs de cadencement, CompactRIO associé aux contrôleurs NI-DAQmx offrent aux utilisateurs la possibilité d’utiliser un moteur de cadencement distinct par emplacement sur le contrôleur. L’utilisateur peut donc avoir jusqu’à 8 moteurs de cadencement par contrôleur et les utiliser pour programmer 8 tâches d’entrée analogique à l’aide de NI-DAQmx. Toutes s’exécutent simultanément à une fréquence d’échantillonnage indépendante et elles sont synchronisées par le matériel.

Cliquez ici pour en savoir plus sur les tâches simultanées sur CompactDAQ

En savoir plus sur l’association de CompactRIO à NI-DAQmx

Certains des éléments de la technologie de base des contrôleurs et du châssis CompactDAQ sont partagés avec les autres produits NI DAQ. Cette technologie est connue comme étant la troisième génération du contrôleur de cadencement de système, NI-STC3. Bon nombre de matériels utilisent des horloges et des oscillateurs standards pour le cadencement du système. La technologie NI est conçue pour optimiser les performances, en commençant avec les moteurs de cadencement et les 30 ans d’expérience en matière d’instrumentation sur PC. La technologie NI-STC3 consiste en du code source propriétaire intégré dans un circuit ASIC ; elle distingue les systèmes comme CompactDAQ de tous les autres matériels du marché.

Quatre compteurs/timers 32 bits avancés

• Vous pouvez utiliser des compteurs pour le comptage d’événements, les mesures d’encodeur en quadrature et les mesures de PWM, de génération de train d’impulsions ou de fréquence.
• Les compteurs NI-STC3 sont avancés, car ils contiennent un compteur auxiliaire embarqué ou sur carte. Il n’est pas directement accessible par l’utilisateur, mais le driver y a accès pour certaines mesures de fréquence. Habituellement, ces processus requièrent deux compteurs en cascade, mais grâce à la technologie NI-STC3, ces compteurs avancés peuvent faire plus avec moins de ressources.
• Vous pouvez partager les ressources pour synchroniser des tâches de compteur avec d’autres tâches de compteur, numériques ou analogiques.

Figure 5. Le diagramme montre le compteur 0 et le générateur de fréquences.

Générateur de fréquences intégré

• Horloges de base 10 MHz, 20 MHz et 100 kHz
• 16 diviseurs (n=1..16)
• Sortie via un module numérique à cadencement matériel installé ou des lignes de déclenchement BNC intégrées (limite de 1 MHz pour la bande passante sur les lignes de déclenchement intégrées)

Fonctionnalités numériques et de compteur avancées

• Événement Détection de changement
• Déclenchement matériel (démarrage, référence et pause)
• Terminaux PFI (Programmable Function Interface) utilisés pour les signaux de cadencement d’entrée/sortie des fonctions analogiques, numériques et de compteur
• 8 fonctions d’entrée de compteur
• 5 fonctions de sortie de compteur

Les bus de communication, comme USB, Ethernet et WiFi 802.11, ont une structure de données standardisée et une méthode de communication définie entre le périphérique et l’hôte, mais tous les périphériques ne sont pas créés égaux. L’objectif de la technologie brevetée Signal Streaming est un fonctionnement plus efficace des périphériques NI DAQ qui respecte les normes de ces bus. Beaucoup des produits grand public n’ont besoin que d’un ou deux flux de données directionnelles. Les lecteurs de musique et les périphériques de stockage déplacent souvent de grandes quantités de données dans une direction, du ou vers le PC hôte. Les systèmes de test comportent souvent plusieurs entrées et sorties s’exécutant simultanément. Signal Streaming permet un transfert continu de données haute vitesse bidirectionnel du et vers le système CompactDAQ.

Figure 6. Signal Streaming permet de diffuser en parallèle des données provenant de plusieurs tâches avec une intervention minimale du processeur.

En savoir plus sur la technologie Signal Streaming

Avec les systèmes CompactDAQ, vous pouvez développer des applications de mesure et de test dans plusieurs environnements de programmation, notamment ANSI C/C++, Visual C# et Visual Basic .NET. Toutefois, une intégration étroite entre le matériel et le logiciel fait de LabVIEW le meilleur environnement de développement pour utiliser votre système CompactDAQ au maximum de ses capacités avec un effort de programmation minimal.

LabVIEW est un environnement de programmation utilisé pour développer des systèmes de contrôle, de test et de mesure au moyen d’icônes graphiques intuitives et de fils de liaison qui ressemblent à un organigramme. LabVIEW offre une intégration sans pareil avec plusieurs milliers de périphériques, notamment la plate-forme CompactDAQ, et fournit des centaines de bibliothèques intégrées pour l’analyse de données avancée et la visualisation de données. Vous pouvez automatiser des mesures à partir de plusieurs périphériques, analyser des données en temps réel et créer des rapports personnalisés en quelques minutes en utilisant LabVIEW.

Figure 7. La programmation graphique et la représentation du flux de données accroissent votre productivité, car elles vous permettent de programmer comme vous le souhaitez.

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• Spécifications expliquées : Châssis et contrôleurs cDAQ et cRIO