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National Instruments

Die portable Datenerfassungseinheit myDAQ beinhaltet in einem kompakten, portablen und USB-gespeisten Gerät (Bild 1) zwei Analogein- sowie -ausgänge mit 200 kSamples/s und 16 Bit sowie ±10 V für Anwendungen wie die Abtastung von Audiosignalen. Außerdem verfügt die Einheit über acht Digitalein- und -ausgangskanäle (3,3 V für Low-Voltage-TTL- (LVTTL) und 5 V für digitale TTL-Schaltungen) sowie einen Digitalmultimeter-Eingang.

Bild 1: NIs myDAQ umfasst die hier gezeigte kompakte Hardware und acht sofort einsatzbereite softwaredefinierte Messgeräte, darunter einen Funktionsgenerator, ein Oszilloskop und ein DMM.

Bild 1: NIs myDAQ umfasst die hier gezeigte kompakte Hardware und acht sofort einsatzbereite softwaredefinierte Messgeräte, darunter einen Funktionsgenerator, ein Oszilloskop und ein DMM.National Instruments

NIs myDAQ eignet sich zudem für die Spannungsversorgung einfacher Schaltkreise und Sensoren mit Spannungsausgängen von +5, +15 und -15 V (bis zu einer Leistung von 500 mW). Das isolierte 3 ½-Digit-DMM kann Gleich- und Wechselstrom (1 A) sowie Gleich- und Wechselspannung (bis 60 beziehungsweise 20 V) als auch Widerstand (200 Ω bis 20 MΩ), Diodenspannung (2 V) und Durchgang messen. Über die USB-Schnittstelle erfolgt die Stromversorgung des Gerätes.

Bild 2 zeigt das Blockschaltbild mit den wesentlichen Komponenten (1 bis 23), die weitgehend von Texas Instruments stammen. In Bild 3 ist die bestückte Platine dargestellt. Die Analog- und Audiosignale gelangen über den Multiplexer MPC509 (1) zu einem Instrumentenverstärker OPA1642 (2) und einem weiteren Verstärker TLE2082 (3) zum 16-Bit-ADC8319 (4, auf der Platinenunterseite wie einige weitere Bauteile). Vom ADC aus erfolgt die weitere digitale Verarbeitung im Baustein USB-STC3 (5). Das Innenleben dieses NI-eigenen ASICs bleibt aus verständlichen Gründen ein Geheimnis der Firma. Beim NI-STC handelt es sich prinzipiell um einen benutzerdefinierten ASIC, der die Funktionen System-Timing, Synchronisation und Datenrouting aller Ein- und Ausgangs-Datenerfassungsoperationen steuert.

Bild 2: Blockschaltbild des myDAQ. Die wesentlichen Bausteine stammen von TI.

Bild 2: Blockschaltbild des myDAQ. Die wesentlichen Bausteine stammen von TI. National Instruments

Dem ASIC werden die acht Digitalsignale (DIO ×) direkt zugeführt (23). Digital- und Analogteil sind unter anderem durch einen Digitalisolator ISO 7241 (6) und den DC/DC-Trafo (7) getrennt.

Ausgehend vom USB-Anschluss (8) erfolgt die aufwendige Stromversorgung über Schutzschaltung CSD25302 (9) und zahlreiche Regler und Strombegrenzer (10 bis 13). Mittels LDOs (15 und 16) wird der DMM-Baustein versorgt. Die Messsteuersignale gelangen über ein Schieberegister SN74AHCHA595 (17) und ein Schalter-IC TS5A3159 (17a) zum 3 ½-stelligen DMM-IC (25, Cyrustek DMM). Über zusätzliche Messbuchsen für Strom und Spannung getrennt (25a) erfolgt die eigentliche Messspannung. Die Ausgabe der Analogsignale und der beiden Audiokanäle geschieht nach der AD-Wandlung mittels ADC 8551 (24, 16-Bit, Spannungsausgang) über den Schalter-IC TS12A445 (19) und eine Verstärkung durch OpAmps OPA 1642 (20/21) an die Ausgänge AO 0 und AO 1. Über den Audioverstärker TPA611 (22) werden die Audiosignale für den rechten und den linken Kanal getrennt ausgegeben.

Bild 3: Platinenoberseite mit den wesentlichen Komponenten. Die Zahlen beziehen sich auf die Angaben in Text und Blockschaltbild. Die Klinkenbuchsen sind die I/Os für Stereoaudio, über den 20-poligen Schraubklemmverbinder gelangen Analogsignale ins Gerät.

Bild 3: Platinenoberseite mit den wesentlichen Komponenten. Die Zahlen beziehen sich auf die Angaben in Text und Blockschaltbild. Die Klinkenbuchsen sind die I/Os für Stereoaudio, über den 20-poligen Schraubklemmverbinder gelangen Analogsignale ins Gerät.S.W. Best

Anwender können mithilfe des sofort einsatzbereiten Softwaremessgerätes Experimente und Übungen mit dem Bode-Analysator, dem Arbiträrsignalgenerator, dem dynamischen Signalgenerator (schnelle Fourier-Transformation) sowie dem Digitaleingang und -ausgang durchführen.

NIs myDAQ basiert auf derselben Technologie wie die anderen Datenerfassungsgeräte von NI, sodass zum Beispiel Studenten damit Erfahrungen sammeln können, von denen sie im gesamten späteren Berufsleben profitieren. Den myDAQ gibt es in verschiedenen Ausführungen über einige Anbieter (Conrad, Elektor, Studyhouse und weitere) zu Preisen ab 175 Euro je nach Version.