اگر به سایت نشنال اینسترومنتز مراجعه کرده باشید با تنوعی بسیار زیادی از انواع محصولات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری شرکت NI روبرو خواهید شد. شناخت ویژگی‌ها و تفاوت‌های هر کدام از این محصولات به کاربر کمک می‌کند تا بتواند بهترین سختافزارهای NI که نیازش را تامین کند انتخاب نماید.
در این مقاله تصمیم داریم تا به بررسی انواع سختافزارهای شرکت National Instruments بپردازیم. هدف از انجام این کار کمک به مخاطبین شرکت نشنال اینسترومنتز ایران برای انتخاب بهترین تجهیزات ممکن است.
انواع تجهیزات سخت‌افزاری
تجهیزات سخت‌افزاری شرکت NI را در کلی‌ترین شکل میتوان به سه گروه زیر دسته‌بندی کرد:
1- سیستم‌های مبتنی بر کامپیوتر (PC Based Systems)
2- سیستم‌های CompactRIO
3- سیستم‌های PXI
در ادامه به معرفی هر یک از تجهیزات فوق و مزایا و معایب آنها خواهیم پرداخت.
سیستم‌های مبتنی بر کامپیوتر (PC Based Systems)
این دسته از تجهیزات سخت‌افزاری شرکت NI همانطور که از نام‌گذاری آنها برمی‌آید، تجهیزاتی هستند که به جمع‌آوری دیتا می‌پردازند و عملیات پردازش و تحلیل داده‌های دریافتی توسط این تجهیزات در کامپیوتر انجام خواهد شد. به عبارت دیگر در یک سیستم اندازه‌گیری و کنترل مبتنی بر کامپیوتر، محصولات سخت‌افزاری NI از طریق یکی از پورت‌های USB ،Ethernet ،PCI ،PCIe به رایانه شخصی یا لپ‌تاپ شما متصل میشوند. این دسته از سختافزارهای NI خود نیز شامل دو دسته‌بندی به صورت زیر هستند:
1- سختافزارهای Multifunction I/O با قابلیت اتصال مستقیم به کامپیوتر
2- سخت‌افزارهایی که از طریق CompactDAQ به رایانه متصل میشوند.
تجهیزات Multifunction I/O
سختافزارهای Multifunction I/O کارت‌های داده بردای هستند که از طریق درگاه‌های مختلف مانند USB یا PCI یا غیره به کامپیوتر متصل میشوند. بع از اتصال این دسته از سخت‌افزار‌ها به کامپیتور نیاز است تا نرم‌افزار درایور آنها با نام NI DAQmx برروی کامپیوتر نصب شود. بعد از نصب درایور میتوان دیتا‌های خروجی از سنسورها را از طریق این سحت‌افزار‌های Multifunction I/O به کامپیوتر منتقل کرد. همچنین با استفاده از برنامه‌هایی مانند LabVIEW میتوان این داده‌های دریافتی را پردازش و تحلیل نمود.
در تصویر زیر نمونه‌ای از این محصولات را مشاهده می‌نمایید.
از مزایای کارت‌های Multifunction I/O راحتی اتصال به رایانه و تنوع بسیار زیاد آنها است. بطوری که تقریبا تمام پارامترهای مهم مورد نیاز برای داده‌برداری را شامل میشوند. از جمله این ویژگی‌ها تنوع بسیار در سرعت داده‌برداری (Sample Rate)، تنوع رزولوشن (از 12 تا 24 بیت)، تنوع در تعداد کانال ورودی (از 4 تا 64 کانال) است.
تنها عیب این دسته از محصولات عدم قابلیت شخصی سازی بر اساس نیاز کاربر است. به این معنی که مثلا اگر کاربر بخواهد همزمان با تعدادی سنسور ارتعاش سنج پیزوالکتریک و ترموکوپل کار کند بایستی برای ارتعاش‌سنج‌ها یک کارت داده‌برداری تهیه نماید و برای ترموکوپل‌ها یک کارت دیگر تهیه کند. مشکلی که در تجهیزات CompactDAQ حل شده است.
تجهیزات CompactDAQ
تجهیزات CompactDAQ دسته دیگری از محصولات مبتنی بر کامپیوتر شرکت NI هستند که هدف اصلی در این سری از محصولات قابلیت شخصی‌سازی سیستم اندازه‌گیری با توجه به نیاز کاربر است. درواقع در سری CompactDAQ کاربر میتواند با تهیه ماژول‌های مورد نیاز براساس نوع سنسور‌هایی که با آنها سروکار دارد مناسب‌ترین سیستم اندازه‌گیری را تهیه کند. این گروه از تجهیزات برای افرادی که به طور همزمان با سنسورهای بسیار متنوعی سروکار دارند بهترین و کم‌هزینه‌ترین انتخاب است.
هر سخت‌افزار CompactDAQ از دو قسمت تشکیل می‌شود:
1- شاسی (Chassis)
2- ماژول‌های (Modules)
در تصویر زیر نمونه‌ای از شاسی و ماژول‌ها را مشاهده می‌نمایید.
در واقع کاربر تنها یکبار برای تهیه شاسی هزینه می‌کند و سپس با تهیه ماژول‌هایی متناسب با نیازش که قیمتی به مراتب کمتر از کارت‌های Multifunction با مشخصات مشابه دارند نیاز داده‌برداری خود را تامین می‌نماید. تجهیزات CompactDAQ از طریق کابل USB یا پورت Ethernet به دستگاه کامپیوتر متصل شده و فرآیند پردازش و تحلیل داده‌های دریافتی درون کامپیوتر انجام خواهد شد. برای اطلاع از اینکه پورت USB برای شما مناسب‌تر است یا پورت Ethernet پیشنهاد می‌شود به مقاله "نحوه انتخاب کارت دیتا اکوزیشن براساس نوع گذرگاه (Bus)" مراجعه نمایید.
البته شرکت NI یک سری از محصولات CompactDAQ با عنوان CompactDAQ Real-Time را نیز توسعه داده است که دارای پردازنده‌های داخلی (CPU) بوده و ترکیبی از کامپیوتر و کارت داده‌برداری هستند. با توجه به پیشرفت‌های سریعی که در دنیای پردازنده‌های کامپیوتر (CPU) هر روزه اتفاق می‌افتد معمولا CompactDAQ Real-Time چون امکان تعویض پردازنده آنها وجود ندارد زیاد توصیه نمی‌شوند.
سیستم‌های CompactRIO
سیستم‌های CompactRIO مانند سیستم‌های CompactDAQ قابلیت اتصال ماژول‌های مختلف براساس نیاز کاربر را دارند. تفاوت اصلی سیستم‌های cRIO در بکارگیری پردازنده‌های FPGA درون این دسته از سیستم‌های اندازه‌گیری NI است. استفاده از پردازنده‌های FPGA امکان پردازش حجم بالاتری از اطلاعات را با سرعتی بالاتر از پردازنده‌های CPU فراهم می‌آورد. در صورتی که کاربر بخواهد خودش با برنامه نویسی در LabVIEW داده‌های دریافتی از سیستم‌های cRIO را پردازش نماید، بایستی با استفاده از Toolkitهای FPGA نرم‌افزار لب‌ویو برنامه‌نویسی را انجام دهد. همچنین شرکت NI با ارائه برخی نمونه‌های cRIO که علاوه بر پردازنده FPGA دارای پردازنده‌های CPU هستند این امکان را فراهم کرده است که کاربر بتواند از یک محصول که درواقع ترکیبی از cRIO و cDAQ است استفاده نماید.
تجهیزات cRIO ابزاری مناسب برای تحقیقات پیشرفته، کنترل و مانیتورینگ صنعتی هستند.
سیستم‌های PXI
سیستم PXI ابزارهای مدولار با کارایی بالا هستند که انواع زیادی ماژول‌های I/O را ارائه می‌دهد. این I/Oها دارای عملکردهای همگام‌سازی اختصاصی (dedicated synchronization) هستند. محصولات PXI مناسب برای آزمایش و اندازه‌گیری برنامه‌های کاربردی از بازرسی تجهیزات تا تست اتومات خط تولید ارائه شده است. شرکت NI کمپانی پیشرو در صنعت PXI است بطوریکه طیف گسترده‌ای از محصولات و خدماتی را که ارائه می‌دهد در این صنعت پیشرو هستند.
هر دستگاه PXI از سه جز تشکیل می‌شود.
1- بدنه یا شاسی (Chassis)
2- کنترلر یا واحد پردازنده
3- ماژول‌ها
در تصویر زیر انواع این تجهیزات و چگونگی ارتباط آنها با یکدیگر را مشاهده می‌کنید
با توجه به پیشرو بودن شرکت NI در حوزه داده‌برداری، امروز PXI یک استاندارد در صنعت داده‌برداری و اندازه‌گیری بوده و بیش از 50 شرکت در دنیا درحال تولید محصولاتی (ماژول‌هایی) متناسب با تجهیزات PXI هستند. همچنین واحد کنترلر محصولات PXI دارای تنوع بسیار زیادی از انواع پردازنده‌های FPGA و CPUهای چند هسته‌ای بوده و این امر کاربران را قادر می‌سازد تا گستره وسیعی از انواع اندازه‌گیری‌ها را انجام دهند.
منبع: سایت ni-daq.ir
