Raspberry Piのマルチチャネルプロフェッショナルデータロガー–パート1
ハードウェアについてはパート2を、ソフトウェアの実装についてはパート3を参照してください。
この一連の記事では、指定された時間間隔で電圧、電流、温度の測定値を収集できるマルチチャネルデータロガーを構築する方法について説明します。
私たちの代替目標は、Raspberry Piが学校での基本的なコンピュータースキルの教育を促進するための優れたツールであるだけでなく、専門的なタスクを処理できる本格的な機器であることを証明することです。
Wikipediaの「データロガー」の定義：「Aデータロガーは、時間の経過とともに、または組み込みの機器やセンサーを使用して、または外部の機器やセンサーを介して場所に関連してデータを記録する電子デバイスです。」
要件
まず、要件を明確にしましょう。フィールド/サービスエンジニアとして、私は次のことを望んでいます：
- 0〜260 C（約32〜500 F）の範囲の温度を測定できる8つの入力ポート。
- 電圧（30mV…30V、+ / -2mV）または電流（10mA…500A）のいずれかを測定するための8つの入力ポート。
- 時間測定間隔（1…60秒）;
- データロガーを構成し、再起動の間に構成パラメーターを保存する簡単な方法。
- 収集されたデータを取得したり、グラフ形式で表現したりするための直感的な方法。
持ち運びに便利：
- 軽量でポータブルなソリューション：ロガーはバッテリーで動作する必要があります;
- フィールドまたはラボの両方の条件での取り扱いと操作が簡単です。
- データの操作と収集にデスクトップまたはラップトップコンピューターは必要ありません。
上記の要件により、Segway、車またはボートの電気回路、チキンインキュベーター、太陽電池、または温室をテストまたは調整するためのツールが得られます。
アーキテクチャとデザイン
Raspberry Pi自体はシングルボードコンピューターであり、その上でRaspbian Linuxディストリビューションを実行します。追加のカスタムボードを構築する必要があります。このカスタムボードには、アナログ-デジタルコンバーター（ADC）、シャント用のコネクター、および検出抵抗が含まれます。 、温度センサー、電力安定装置、停電通知器（フィールドにいるときはアキュムレーターで実行しています）。
接続の観点から–データロガーはWiFi経由でアクセスできます。 Raspberry PiUSBポートの1つにWiFiドングルを配置します。 WiFiはホストモードで構成されるため、基本的にフィールド条件では、携帯電話またはタブレットのデータロガーを「ワイヤレスネットワーク」として表示できます。あなたはそれに接続して、IPによってデータロガーにアクセスすることができます。ラボでデータロガーを使用している場合は、イーサネットケーブルをRaspberry Piに接続すると、データロガーは無料のワイヤレスルーターまたはWiFiエクステンダーとして機能します。
以下のハードウェアとネットワークの図を参照してください。
ソフトウェアは、ネットワークに接続されたデータロガーを構築することを前提としています。 Webユーザーインターフェイスを使用するため、すべてのログ設定をお気に入りのWebブラウザーから行うことができます。収集されたデータはリアルタイムで画面に出力され、一連のグラフとして表されます。または、収集したデータセット全体をCSVファイルとしてダウンロードして分析することもできます（たとえば、MSExcelで）。
上記はソフトウェア設計図です。 ADCはRaspberryPi GPIOポートに接続されており、ADCをプログラムしてその値を読み取る方法が必要です。また、指定された期間に指定されたポートからADCデータを取得し、構成設定を保存および取得するサービスも必要です。 RESTサービスを使用して、ユーザーがデータと構成に簡単にアクセスできるようにします。 Webユーザーインターフェイスは、構成（間隔の設定、ポートの選択、トリガー条件）とステータス（取得したデータの表示とグラフの描画、データのエクスポート）の2つの画面で構成されています。
詳細：Raspberry Piのマルチチャネルプロフェッショナルデータロガー–パート1
製造プロセス