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디티케이 - DAQ 보드 선정시 유의점

작성자관○○

작성일2013-01-28

조회수13,928

 

1. 입력채널 수
2. Sampling Rate
3. Resolution 선택
4. 입력범위
5. O/S, 개발 S/W 지원 여부
6. 기타 부가 사항(AO채널, DIO채널 수등..)
 
1. 입력채널 수

하중/압력/온도/습도/가속도/변위/토크 등의 아날로그

  신호 데이터를 수집하여아 하는 수.

 

 

< 데이터 입력 모드 >

  Differential

       1. 입력신호가 1V보다 작을 경우

       2. 보드에 연결하는 센서의 길이가 3m를 초과할 경우

       3. 독립적인 Ground신호가 필요할 경우

       4. 노이즈가 많은 곳을 센서의 와이어가 통과할 경우

 

§ Single ended

       1. 입력신호가 1V보다 클 경우

       2. 보드에 연결하는 센서의 길이가 3m이하일 경우

       3. 입력신호의 Ground가 다른 신호들과 공유할 경우

 

 

 

2. Sampling Rate

 

 

 샘플링이란?
§ 1초에 몇 번의 A/D Conversion을 수행하는지 나타내는 척도

              예) 1MS/s : 1/1000000 = 1us/point

§ 샘플링이 충분하지 않으면 aliasing  발생
§ Nyquistt 법칙 : aliasing을 피하려면 샘플링 비율은 측정할 주파수가 포함하고 있는

                        최대 주파수의 2배 이상이 되어야 한다. (보통 10배정도 해줌 )

 

 

 

3. Resolution 선택

 

1bit의 분해능을 갖는다면, 2의 1승의 선택밖에 없습니다. 즉, '0' 이거나 '1'로 자연현상을 표현해야 겠지요. 우리가 말 하는 '음','양'의 구분은 1비트의 분해능을 갖는 자연현상 판단입니다. 사람을 1비트로 판단하면 '남'과'여' 뿐이고, 그 이상의 자세한 분류는 표현 불가능합니다.

주역(周易)은 고대 중국의 철학사상이며, 자연에 관한 표현 방법입니다. 이 주역은 몇 비트의 분해능으로 자연을 표현 했을까요? 정답은 6bit의 분해능 입니다. 6개의 효(爻)가 음/양으로 나뉘어 표현 했습니다.

 

2의 6승인 64개의 괘(卦)로 현상을 파악 했으며, 그 당시엔 세상이 복잡하지 않아 64개의 괘로도 설명이 가능 했지만 요즘에는 워낙 복잡한 세상이라 ..

 

온도를 측정할때, 8bit의 분해능을 갖는 A/D 변환을 하면, 256단계로 표현 할 수 있다는 의미이며, (약 0.4도단위)1,000g의 하중을 8bit로 변환하여 표현하면, 1,000/256의 최소 표현능력(약 4g) 밖에 없습니다. 즉, 0,4,8,12g으로 밖에 표현이 안됩니다. 8bit 분해능을 갖는 A/D Convertor를 써서 변환하여, 화면에 표시할땐 소숫점 1자리까지 표시해 달라고 유저가 요구할땐, 분해능에 대한 설명을 정확하게 인식 시켜줘야 고생을 하지 않습니다.

이 분해능이 높을수록 정확하게 (원래값에 충실하게) 변환을 할 수 있습니다. 일반적으로 12bit의 A/D Convertor가 많이 보급되어 있습니다.

 

그러면 분해능이 높으면 원래의 값을 충실히 복원한다고 무조건 높은 분해능의 A/D Convertor가 채택된 보드를 사용하면 좋을것이 아닌가? 하는 의문이 생기는데, 이에 대한 대답은 상황에 따라 다릅니다.

어떤 사용자가 센서의 정밀도가 1/2,000인 1Ton 짜리 로드셀을 사용하여 하중을 측정하면서 16bit짜리 A/D Convertor가 채택된 Data Acquisition Board를 사용해서 처리하여 화면에다 0.01526g 식으로 표현했다면 이는 잘못된 표현입니다. 아무리 A/D Conversion 을 정밀하게 하여도 센서자체의 정밀도를 초과해서 표현 한다면 잘못된 표현입니다. 정밀도가1/2,000인 로드셀 신호를 처리할때는 12비트의 A/D Convertor가 적당하다는 결론입니다. (이런 경우를 과설계라고 할 수 있습니다.)

 

 

 

4. 입력범위

 

- Range : A/D 보드의 입력 범위, 일반적으로 -10V to +10V,

- Gain : 입력 전압의 최소 감지 할 수 있는 범위

예) 입력 범위가 0~10V, gain =1 인 12bit  A/D보드는 최소 2.4mV변화를 감지

                            gain =2인 12bit A/D보드는 최소 1.2mV변화를 감지

 

 

 5. O/S, 개발 S/W 지원 여부

- 운영기반인 윈도우나 리눅스, 리얼타임 O/S 등의 지원 유무 확인,

- 개발 S/W 의 라이브러리 및 드라이버 지원 유무 확인

   V/B, C++, Labview...

 

 

 

6. 기타 부가 사항(AO채널, DIO채널 수등..)
주기능인 Analog Input 외에 제어 기능을 적용할수 있는
Analog Output 및 Digital Input, Output 기능들도 검토.

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