µBOX: Sensor-USB Schnittstelle

Kompaktes Plug-And-Play USB-Datenerfassungs- und Signalverarbeitungssystem für viele Sensoren

Bild1: Die µBOX

Die µBOX ersetzt:

- Spannungsversorgungen für die Sensoren, mit entsprechenden Kabelverbindungen
- Elektronik-Bausteine für die Signalverarbeitung
- den eigentlichen A/D-Wandler
- die Signalleitung vom A/D-Wandler zum Rechner (häufig störanfällige Flachbandleitungen)
- bei Einsteckkarten, den Aufwand für das Integrieren der Einsteckkarte im PC-Gehäuse

Hohe Auflösung

Mit Auflösungen von bis zu 20 Bit (P/P) und Datenerfassungsraten bis 25 kHz ist die µBOX auch für die höchsten Ansprüche konzipiert worden.

Beachtet man, dass die meisten Digitaloszilloskope eine Auflösung von 8 bit (also 1 zu 256), hochwertige 12 Bit (1 zu 4096) und die teurersten 16 bit (1 zu 65.536) besitzen, dann erkennt man, dass die µBOX hier weit überlegen ist.

Die 20 Bit Auflösung der µBOX entspricht einer Einteilung des Signals in über 1 MILLION Stufen!

Bild2: Sensor-Anschlussstecker

Bild3: Anwendungssoftware

Hans Ajiet Holtkamp

Rechnergestützte Mess- werterfassung war bisher mit erheblichen Aufwand verbunden. Das System bestand aus mehreren Teilen, die miteinander verkabelt und einzeln konfiguriert werden mussten.

Solche Systeme sind nicht nur vielen Rausch- und Fehlerquellen ausgesetzt, der Kostenaufwand ist auch erheblich! Selbst wenn einzelne Bauteile wie die A/D-Wandlerkarte preisgünstig sind, sind die Kosten für das Gesamtsystem hoch.

Mit der µBOX gehört dieser Aufwand der Vergangenheit an.

Autor:
Dipl.-Phys. Hans Ajiet Holtkamp ist Geschäftsführer der disynet GmbH

Bis zu fünf Sensoren und zwei weitere Digitalquellen werden einfach an einer Seite des Gehäuses an einem geschirmten Anschlussstecker angeschlossen - mit einem Standard-USB-Kabel wird die andere Seite an einem verfügbaren USB-Stecker des Rechners angeschlossen. Mit der mitgelieferten Software können nun die Sensorsignale erfasst, dargestellt, gespeichert und analysiert werden.

Die Speisung der Sensoren wird auch von der µBOX zur Verfügung gestellt. Drei analoge Kanäle sind mit integrierten Verstärkern versehen, so dass Spannungssignale von 10mV bis 10V erfasst werden können.

Es ist nur nötig ein externes Netzteil anzuschließen, wenn der Stromverbrauch zu hoch ist. Dies wird durch eine blinkende LED automatisch angezeigt.

Ein Baustein ersetzt viele

Die µBOX ersetzt also viele einzelne Bausteine und ist dadurch nicht nur viel einfacher in der Handhabung, sondern minimiert auch viele Fehlerquellen:

Bild4: Einstellungsmöglichkeiten

Damit kann die µBOX auch für Sensoren eingesetzt werden, die eine sehr hohe Auflösung haben - die µBOX wird beispielsweise auch für die Kalibrierung von Sensoren eingesezt.

Bei einer Auflösung von 20 Bit ist allerdings nur eine langsame Datenerfassung mit wenigen Messwerten pro Sekunde möglich.

Schnelle Erfassung

Ist diese sehr hohe Auflösung von 20 Bit nicht erforderlich, so kann man Daten mit einer Rate von bis zu 25 kHz, also 25.000 Messwerte pro Sekunde, erfassen.

Digitale Eingänge

Durch die digitalen Eingänge ist es beispielsweise möglich, Drehmomentaufnehmer mit digitalen Drehzahl- und -Winkelausgängen anzuschließen.

Steuerung

Die µBOX hat auch fünf Digitalausgänge, mit denen man Geräte steuern kann. Beispielsweise ist es möglich pro Kanal einen Schwellwert zu setzen, sodass bei Überschreitung des Schwellwertes mittels eines der digitalen Ausgänge Alarme ausgelöst werden können.

4 µBOXen mit USB-Hub

Es könne bis zu vier µBOX Einheiten kaskadiert werden. Damit ist eine Erweiterung auf bis zu 20 Kanäle möglich.

Auf der Seite www.sensoren.info
bietet die disynet GmbH im Internet ein Sensorlexikon an, mit vielen Informationen über Sensoren und Messtechnik.

Bild5: Onlinedarstellung

Software und Treiber für die gängigsten Softwareprogramme werden mitgeliefert

Die µBOX wird mit einer Software
- zur Konfigurierung des Gerätes,
- für das Erfassen, Speichern und Darstellen der Daten - mit einfachen Analysefunktionen - sowie
- für die Steuerung von externen Geräten durch das Setzen von Grenzwerten mitgeliefert.

Sensoren

Wer Sensoren und einen Rechner besitzt, braucht nur noch die µBOX

Sensoren

Hierbei wurde Wert auf einfache Handhabung und Bedienbarkeit gelegt. Insbesondere die Kalibrierung der Sensoren wurde intuitiv und einfach gestaltet. Diese wird entweder durch das Eingeben von Daten aus einem existierenden Kalibrierdatenblatt oder online durch eine einfache 2-Punkte Kalibrierung durchgeführt.

Wem diese Funktionalität nicht reicht, dem stehen Treiber für LabVIEW und eine DLL für die Entwicklung eigener Programme zur Verfügung, mit denen keine Grenzen mehr gesetzt sind.

Bild7: Datenanalyse

Bild6: Datenaufnahme

Ausblick

In Zukunft werden verschiedene Ergänzungsmodule zur µBOX erhältlich sein.

Über den 10 Bit-Analogausgang wird es möglich sein, die µBOX als Signalgenerator für beliebige Signalformen zu nutzen.

Ein SD-Karteneinschub ist in Bearbeitung, sodass das Gerät auch als schneller Datenlogger eingesetzt werden kann.

Ein Modul zur drahtlosen Übertragung der Messdaten zwischen µBOX und Rechner wird die Einsatzmöglichkeit noch erweitern.

Weiter Aufbereitungsmodule für Sensoren, die noch nicht unterstüzt werden, sind auch geplant.

Wie bei den maßgeschneiderten Sensoren der disynet GmbH ist die weitere Entwicklung auf die Rückkopplung aus der Industrie angewiesen.

FAZIT

Mit der µBOX ist der disynet GmbH einen professionelles, vielseitiges Datenerfassungssystem gelungen, das sich von der Masse durch seine einfache Nutzung abhebt, für einen sensationell niedrigen Preis!

MADE TO MEASURE

der Slogan der disynet GmbH hat zwei Bedeutungen:

1. Maßgeschneidert
2. Hergestellt um zu Messen

Die kontinuierliche Hingabe zu diesem Slogan seit ihrer Gründung vor 11 Jahren hat disynet zum Synonym für diesen slogan gemacht.