Raspberry Pi 的数据采集方案和系列产品

Raspberry Pi 没有内置测试和测量功能，例如模拟数字转换器 (ADC)、数字模拟转换器 (DAC) 或经过调节的数字输入和输出 (DIO)。但是，可以通过 40 针 GPIO 接头添加这些功能。直接连接到 40 针接头并堆叠到 Raspberry Pi 上的设备称为 HAT（顶部附加硬件）。

多年来，个人发布了开源设计，小公司出售了用于各种任务的低成本 HAT，包括支持模拟和数字 I/O。这些设计和产品足以满足教育和业余爱好者/创客市场的需求，但对于专业的测试和测量应用来说，存在一些严重的缺陷。大多数这些设备都是部分组装的，没有规格或编程支持，也没有性能保证，只有通过彻底的设备验证过程才能实现。

MCC DAQ HATs

为了将专业品质的测量产品引入 Raspberry Pi 平台，Measurement Computing (MCC) 开发了一系列 DAQ HAT。这些 HAT 提供与 MCC 传统的 USB 和以太网 DAQ 产品类似的规格和精度，分辨率高达 24 位，采样率高达 100 kS/s。
MCC 提供五款符合 Raspberry Pi HAT 标准的测试和测量应用产品。这些设备以小型可堆叠格式提供模拟和数字 I/O 等数据采集功能。

测量电压的HATs
• MCC 118 是一款八通道电压测量 HAT。它允许用户以 100 kS/s 的总吞吐量测量 12 位数据。八个设备可以堆叠在单个 Raspberry Pi 上，以创建一个 64 通道设备，能够以 320 kS/s 的总速率读取数据。

• MCC 128 具有 16 位分辨率，包括 8 个模拟输入，最大采样率为 100 kS/s。还包括多个增益范围，使用户能够进行精确测量。

电压输出和数字I/O的HAT
• MCC 152 提供两个 12 位模拟输出以及八个 5 V 或 3.3 V DIO 通道，从而可以创建完整的多功能 Raspberry Pi 测量和控制系统。

测量热电偶的HAT
• MCC 134 专为温度测量应用而设计，具有四个热电偶输入通道。24 位 A/D 和冷端补偿可提供专业级精度。每个通道可选择多种热电偶类型。MCC 在设计和构建用于测量热电偶的精确 DAQ 设备方面拥有悠久的历史。热电偶是一种低成本且灵活的温度测量方法，但准确测量热电偶却很困难。通过创新设计和大量测试，MCC 克服了在不受控制的 Raspberry Pi 环境中准确测量热电偶的挑战。

测量IEPE的HAT
• MCC 172 专为声音和振动应用而设计，提供两个 IEPE 输入通道，无需任何额外信号调节即可测量加速度计和麦克风等 IEPE 传感器。每个通道可同时以高达 51.2 kS/s 的速度对输入进行采样。

DAQ HAT 可用于仅有几个电压输入通道的基本应用或具有多达 64 个多种信号类型通道的更复杂的应用。

MCC DAQ HAT 附带支持 Python™ 和 C/C++® 的软件库，以促进快速轻松的开发。还提供全面的 API 和硬件文档。DAQ HAT 软件库由 MCC 创建并支持。开发存储库位于GitHub 上，用户可以在其中找到库、示例、固件更新等。

Raspberry Pi DAQ 的应用

Raspberry Pi 非常适合许多 DAQ 应用。MCC DAQ HAT 已用于各种应用和行业。这些应用可以是实验室、远程和 IoT 解决方案以及 OEM/嵌入式系统。一些客户应用/行业示例包括生物力学、风能、电力监控、机器状态监控、预测性维护等。

树莓派和MCC 172的体积小巧，使研究人员能够创建轻巧且可穿戴的DAQ解决方案，以测量步行和跑步过程中的动态活动。

使用树莓派®和MCC 134搭建低温（-200°C至260°C）远程监控系统

基于树莓派®运用MCC 172和MCC 134的机械监控和预测性维护，MCC DAQ HAT可以轻松放入现有系统机箱中。