9장 컴퓨터 기반 데이터 수집의 기초
9.1 컴퓨터 기반 데이터 수집이란? 컴퓨터를 이용하여 각종 센서를 동작시키며 센서의 전기적 신호를 컴퓨터로 읽어 표시하고 저장하는 것 각종 실험의 자동화 빠르고 정확한 실험 각종 감시 시스템의 자동화
9.2 컴퓨터 기반 데이터 수집 장치의 구성 센서, 트랜스듀서 신호 컨디셔닝 회로 데이터수집하드웨어 (A/D, D/A 컨버터) 9.2 컴퓨터 기반 데이터 수집 장치의 구성 센서, 트랜스듀서 신호 컨디셔닝 회로 데이터수집하드웨어 (A/D, D/A 컨버터) 컴퓨터 장치 드라이버 응용 소프트웨어 터미널 블록
9.3 센서, 트랜스듀서 Sensors, transducers 센서 예 각종 물리, 화학, 생물학적인 양을 전기적 신호(전압 또는 전류)로 변환해서 출력하는 것 온도, 압력, 힘, 변위, 빛의 세기, 자기장, pH 등 센서 예 Thermistor 온도센서 스트레인 게이지
9.4 신호 컨디셔닝 신호 컨디셔닝 ? 신호 컨디셔닝 종류 센서 자극 증폭 선형화 등 어떤 센서는 데이터 획득 하드웨어에 바로 연결할 경우 디지털로 변환이 용이하지 않는 경우가 있음 어떤 센서는 센서가 동작하기 위해 전기적 자극이 필요한 경우가 있음 센서를 자극하고 센서의 신호를 데이터 획득 하드웨어서 디지털로 변환이 용이하도록 하기 위해 센서와 데이터 획득 하드웨어 사이에 적절한 회로 또는 장치가 필요함 신호 컨디셔닝 종류 센서 자극 증폭 선형화 등
9.4 신호 컨디셔닝 신호 컨디셔닝 예 스트레인 게이지 센서 데이터 수집 하드웨어 센서 신호 컨디셔닝 회로
Computer I/O Interface 9.5 데이터 획득 (DAQ) 하드웨어 데이터 획득 하드웨어 컴퓨터에 설치되는 A/D 및 D/A 변환 장치 컴퓨터에서 제공되는 BUS(데이터전송) 방식에 의해 컴퓨터의 CPU와 메모리에 연결 ADC DAC Digital I/O Counter/Timer Computer I/O Interface 보드 타입 DAQ
9.5 데이터 획득 하드웨어 데이터 획득 하드웨어 주요 사양 BUS 방식 비트수 해상도(resolution) 최대입력범위: V 게인(Gain) 샘플링 속도 (Sampling rate): S/s 채널 수
9.5 데이터 획득 하드웨어 데이터 획득 하드웨어 주요 사양 BUS 방식 컴퓨터와 데이터를 주고받는 방식 버스 처리율 클럭 속도 PCI/PXI Express 0.2 - 3.2 GB/s 2.5 GHz PCI/PXI 132 MB/s 33 MHz ISA* 8 MB/s 8 MHz USB 60 MB/s N/A IEEE 1394 (FireWire) 50 MB/s PCMCIA 20 MB/s 10 MHz PCMCIA PCI USB
9.5 데이터 획득 하드웨어 데이터 획득 하드웨어 주요 사양 비트수 (n) 해상도 ( ) (최대) 입력범위 (Range) 해상도 ( ) (최대) 입력범위 (Range) 통상 0~10 V 또는 –10 V ~ +10V 통상적으로 몇 가지 입력범위의 선택을 제공함 게인 (gain) 신호를 AD변환하기 전에 거치는 증폭기의 증폭도 통상적으로 몇 가지 게인 선택을 제공함 12비트 경우
9.5 데이터 획득 하드웨어 데이터 획득 하드웨어 주요 사양 샘플링 속도 (Sampling rate): S/s 채널 수 초당 데이터를 읽어 A/D 변환하는 수 최대 샘플링 속도가 클 수록 좋음 측정 가능한 최대 주파수가 커짐 채널 수 동시에 연결할 수 있는 입력 /출력신호 수
9.5 데이터 획득 하드웨어 터미널 블록 DAQ 하드웨어와 센서 또는 센서 컨디셔닝과 전기적 연결을 용이하게 하기위해 필요
9.5 사용할 데이터 획득 하드웨어 NI USB-6008 12비트, 10 kS/s
9.6 응용 소프트 웨어 데이터 획득 하드웨어를 컴퓨터로 컨트롤 하는 프로그램 작성 비쥬얼 베이직, C++ 등 LabVIEW 텍스트 프로그래밍 언어 LabVIEW 그래픽 기반 프로그래밍 언어 데이터 획득 보드 및 실험장치 제어에 가장 널리 이용
실습 8. 데이터 보드 및 응용프로그램 설치 목적 과정 응용프로그램 LabVIEW 설치 데이터 획득 하드웨어 드라이버 소프트웨어 설치 데이터 획득 하드웨어 설치 과정 1단계: 응용프로그램 LabVIEW 설치 2단계: 디바이스 드라이버 설치 3단계: 데이터 획득 하드웨어 조립 4단계: 데이터 획득 하드웨어 컴퓨터에 연결 5단계: 연결 성공 여부 테스트