「MCC DAQ HATs 白皮書（上）」基於樹莓派®的測試測量應用

受歡迎的樹莓派®

樹莓派®平臺的讚許是越來越多。憑藉其高超的能力和低廉的價格，在設計領域中，工程師正在研究它更多的應用方法。

在全球通用計算機平臺範圍內，樹莓派®的銷量已經是位列第三，它的排名僅次於Microsoft® Windows® PC和Apple® Macintosh®；截至2017年已售出超過1250萬臺。它成功的秘訣在於它的價格，性能和靈活性。對於只有220人民幣的樹莓派®3 Model B+來說，它提供了64位，四核ARM處理器，千兆以太網，無線連接，藍牙，4個USB端口，micro SD插槽和HDMI接口。

儘管，樹莓派®的設計針對的是教育市場，旨在向全球學生傳授計算機科學技術，但現在它已迅速擴展到教育市場以外的領域，並逐步擴展到工業/商業市場中。

MCC和樹莓派®

產品設計

樹莓派®的強大功能和多樣的能力已經廣泛應用於整個工業中，其中MCC已經將樹莓派集成到我們的WebDAQ系列數據記錄器中。基於樹莓派®3和數據採集設備，MCC已研發出高性能WebDAQ 504聲學/振動記錄儀。該設備可獲取並記錄24位數據，具備4路通道，且每通道均可進行FFT數學分析，同時將數據顯示在Web服務器的UI界面上。樹莓派®在高性能處理器,專業的工程應用中的成功，證明了它在工業設計中OEM的首選。

樹莓派®在測試和測量中的地位

雖然樹莓派®本身並沒有內置的測試和測量模塊，如模數轉換器（ADC），數模轉換器（DAC）或條件數字輸入和輸出（DIO）。但是，可以通過USB端口或支持SPI和I2C的GPIO的40-pin接頭擴展這些功能。直接和樹莓派®GPIO進行堆棧式連接的設備稱為HAT（Hardware Attached on Top）。

隨著多年的發展，越來越多的創客發佈開源的設計，以及小型公司開始出售多任務的低成本HAT模塊，包括支持模擬和數字的輸入輸出模塊。這些設計和產品足以應對教育領域和愛好者用戶，但在專業的測試和測量應用方面存在嚴重缺陷。現有的HATs中，多數產品是簡單組裝製成，沒有詳細說明或編程支持，同樣不能進行產品的校準，從而保障產品的性能。

產品的校準是設計過程中至關重要的一步，因為產品的校準遵循質量指標並且產品按指定的方式執行。如果沒有此過程，從產品中獲取的數據是不精準。如果將數據公佈或用於關鍵設計決策，其結果是暗含危險的。與多數開源設計，低成本樹莓派HAT的商業測量產品相比，MCC和其它保證進行了詳細的設計和詳盡的驗證，使MCC HATs凸顯而出。

MCC樹莓派®應用上的支持

為了將專業品質的測量產品帶入樹莓派®平臺，MCC發佈了適用於Linux的通用庫（適用於Linux的UL）和專門針對專業測試和測量應用的HAT系列。

UL for Linux是一種開源的Linux庫，支持MCC最主要的USB設備，併為Python™和C / C++®提供了編譯接口。該庫已經在多個Linux發行版上得到驗證，包括Raspbian®，這是樹莓派®計算機上最受歡迎的發行版。UL for Linux和MCC豐富的USB DAQ設備選擇，極大地擴展了樹莓派®計算機的功能。

雖然，USB是多應用領域中連接DAQ設備方式的首選，但它仍然需要額外的電纜和外殼。當外形尺寸因素對設計顯得至關重要時，HAT方案將是合適的選擇。MCC的HAT系列專注於測試和測量和OEM/ODM市場。MCC DAQ HAT具有高質量的Python和C/C++的軟件庫，便於快速輕鬆地開發。與其它MCC產品一樣，DAQ HATs在美國設計，採用通過驗證的經銷商提供的部件，整套產品經過全面測試，並提供1年保修服務。

Hardware Attached on Top

MCC DAQ HATs模塊

Measurement Computing已宣佈推出三款符合樹莓派HAT標準的測試和測量應用產品。這些設備以小型，可堆疊的形式提供數據採集功能，新的產品一如既往的繼承了MCC近30年的質量保證和技術支持。

MCC 118允許用戶以100 KS/s的總吞吐量測量8個12位單端數據採樣。可以在單個樹莓派上堆疊8個HAT，以創建一個64通道設備，最高以320KS/s的採樣組合速率讀取數據。

MCC 152提供2個12位模擬輸出以及8個5V或3.3V DIO通道，可以創建完整的多功能樹莓派測量和控制系統。

MCC 134具備4路24位熱電偶（TC）輸入，能夠測量最 流行的TC類型，包括J，K，R，S，T，N，E和B。TC類 型可在每路通道上分別選擇。