Comment et avec quels produits passionnés de technologie, stagiaires et étudiants peuvent-ils entrer rapidement et à moindre coût dans le monde des appareils de mesure et mettre en pratique leurs propres idées ? Et quelles sont les possibilités lorsque les tâches deviennent de plus en plus complexes au cours d’une carrière et qu’un appareil professionnel de mesure est nécessaire ? Le guide apporte des réponses à ces questions.
Des appareils de mesure à un prix attractif
DIGILENT, filiale de National Instruments, est considérée par les utilisateurs expérimentés, les élèves, les apprentis et les étudiants comme un fournisseur d’appareils de mesure de haute qualité avec un rapport qualité/prix attractif. Ces utilisateurs apprécient tout particulièrement le fait que l’entreprise américaine propose des produits de grande qualité avec un large éventail de fonctions, et qui les accompagnent dans leur parcours professionnel jusqu’à une carrière de développeur professionnel.
Avec sa vaste gamme de produits, reichelt, spécialiste des appareils de mesure aide aussi bien les débutants que les utilisateurs professionnels à réaliser avec succès leurs projets, que ce soit dans le cadre de la formation ou pour une utilisation industrielle, par exemple dans l’industrie automobile. Lorsque les exigences d’un projet augmentent et que la complexité s’accroît, les solutions pour les appareils de mesure mises en place à l’origine peuvent être étendues. Cela permet aux utilisateurs de développer facilement des systèmes plus performants de manière familière.
Un laboratoire portable pour les débutants
La première entrée dans le monde de l’électronique est assurée par le dispositif de test et de mesure Analog Discovery Studio Kit, qui peut être connecté à un PC via une interface USB. Ce système portable peut transformer n’importe quel espace dans les écoles, les centres de formation et les universités en un laboratoire d’électronique instantané.De cette façon, l’Analog Discovery Studio répond à la situation actuelle des établissements d’enseignement qui ne disposent que rarement de suffisamment d’espace de laboratoire alors que le nombre d’étudiants augmente. Par conséquent, de nombreux établissements d’enseignement et de formation optent pour le Discovery Studio en complément des solutions traditionnelles. L’Analog Discovery Studio de DIGILENT donne aux étudiants la liberté d’apprendre de manière pratique dans n’importe quel endroit, de la maison à la salle de cours en passant par la cafétéria.
Équipé de 13 instruments, dont un oscilloscope, un analyseur logique, un analyseur de spectre et un générateur de formes d’onde, l’Analog Discovery Studio est l’alternative compacte à une multitude d’appareils de mesure qui s’empilent sur un bureau. Le boîtier robuste de l’Analog Discovery Studio mesure 1,25 pouces x 9,25 pouces x 7,5 pouces et tiennent sur la plupart des bureaux ou dans des sacs à dos. Les étudiants peuvent accéder à un oscilloscope et aux générateurs de formes d’onde par le biais de câbles MTE compatibles avec la carte mère ou de câbles BNC standard. L’analyseur logique, le générateur de motifs et les déclencheurs sont accessibles via un câble MTE.
Le logiciel gratuit WaveForms est disponible pour le studio Analog Discovery et est compatible avec tous les principaux systèmes d’exploitation Apple, Linux et Windows.
Oscilloscope numérique et appareil multifonction pour les débutants
Un autre produit d’entrée de gamme est l’Analog-Discovery-3 Pro Bundle, un oscilloscope numérique à deux canaux et un instrument multifonction qui se connecte à un PC via une interface USB. L’Analog-Discovery-2 est particulièrement intéressant pour les centres de formation, car il permet une conception modulaire des postes de travail. Aucune pièce équipée pécialement comme un laboratoire, n’est nécessaire pour travailler avec l’Analog-Discovery-2.Avec l’appareil de mesure portable, les utilisateurs peuvent mesurer, visualiser, générer, enregistrer et contrôler des circuits à signaux mixtes de toutes sortes avec une grande précision. Pour ce faire, ses entrées et sorties analogiques et numériques sont connectées directement au circuit en question. Il est également possible d’utiliser les adaptateurs BNC analogiques existants pour connecter les entrées et les sorties. En plus d’un port USB, l’Analog Discovery 2 possède des interfaces I2C, SPI et UART.
Raspberry Pi comme plateforme informatique universelle
Les solutions de mesure pour le célèbre ordinateur monocarte Raspberry Pi offrent une autre façon d’entrer dans le monde de l’électronique. Ce petit ordinateur au format carte de crédit, très simple par rapport aux PC classiques, a été développé pour permettre aux jeunes d’acquérir plus facilement des compétences en programmation et en matériel informatique. En tant que plateforme informatique extrêmement bon marché, le Raspberry Pi est non seulement populaire dans le milieu scolaire, mais aussi sur la scène des makers, des amateurs et des passionnés de technologie, car il peut être utilisé pour une variété d’applications avec peu de mise à niveau.
Mais les développeurs de solutions professionnelles de hardware basées sur des FPGA (Field Programmable Gate Array) ou des systèmes embarqués profitent également de la flexibilité du Raspberry Pi et de son rapport qualité/prix attractif. La plateforme informatique intéresse également les ingénieurs et les techniciens travaillant dans les domaines des appareils de mesure et de l’informatique, par exemple. Les chercheurs dans les domaines de l’apprentissage automatique et de la vision artificielle ainsi que les enseignants dans les domaines de la technologie et de l’informatique apprécient également les avantages susmentionnés du Raspberry Pi.
Les projets personnels peuvent être réalisés rapidement et facilement avec le Raspberry Pi sans avoir à utiliser un PC ou un kit de développement coûteux. La multitude d’applications que des bricoleurs ont réalisées avec le Raspberry Pi à des fins privées depuis l’introduction du petit ordinateur il y a plus de dix ans est incommensurable aujourd’hui. Entre-temps, le Raspberry Pi s’est également imposé comme une plateforme informatique universelle et polyvalente dans des applications industrielles exigeantes et professionnelles et n’est donc plus seulement réservé aux amateurs et aux passionnés.
Il existe un écosystème logiciel et matériel complet pour le Raspberry Pi, qui prend en charge de nombreux domaines d’application.
Modules d’extension pour le Raspberry Pi
En raison de sa conception simple, le Raspberry Pi ne dispose d’aucune fonction interne pour les tâches de mesure. Cependant, les fonctions de mesure requises par les utilisateurs peuvent être ajoutées via un port USB ou une barrette de connexion à 40 broches avec des ports GPIO pour SPI et I2C. L’avantage : aucun câblage n’est nécessaire.
Des modules d’extension branchés sur les ports GPIO du Raspberry Pi permettent de réaliser des solutions pour divers domaines d’application. Les domaines couverts comprennent la métrologie, les communications RF, la radio logicielle, l’enregistrement de données, la connaissance de la situation, la surveillance/reconnaissance, la vision intelligente, la manipulation d’images, les superpositions graphiques, l’interface homme-machine (IHM), les systèmes avancés d’aide à la conduite (ADAS), le traitement vidéo et les affichages interactifs.Les cartes enfichables connectées à l’ordinateur monocarte via les connecteurs GPIO sont des cartes enfichables appelées HAT (Hardware Attached on Top). Grâce aux HAT, il est possible de construire rapidement et facilement des appareils de mesure embarqués compacts sur une plateforme informatique à faible coût. La gamme de reichelt comprend une variété de HATs pour le Raspberry Pi, qui peuvent être utilisés pour mesurer des températures, par exemple.
DIGILENT propose, par exemple, différents shields Raspberry Pi adaptés à un usage très professionnel. Il s’agit notamment du HAT MCC118 à huit canaux pour les mesures de tension avec une résolution de 12 bits.
Analyseur logique et générateur de motifs
Également utilisable avec le Raspberry Pi, l’analyseur logique USB portable DIGILENT Digital Discovery de DIGILENT avec générateur de motifs intégré. Conçu pour optimiser les canaux, la vitesse et la portabilité, il génère des modèles de données et des signaux qui aident à déboguer, visualiser et simuler les signaux numériques des applications embarquées. Ce dispositif de petit format comporte des analyseurs numériques pour une variété de systèmes de bus, notamment CAN, SPI, I²C, UART et plus encore. L’analyseur logique peut couvrir jusqu’à 32 canaux à 200 MS/s, la vitesse augmentant à mesure que le nombre de canaux diminue. L’appareil, doté d’une alimentation programmable de 1,2 à 3,3 V à 100 mA, peut être connecté directement au Raspberry Pi ou à un PC via une interface USB.Carte de développement FPGA pour des exigences de performance plus élevées
Si les performances du Raspberry Pi deviennent insuffisantes, les utilisateurs peuvent passer à la carte de développement FPGA DIGIL 410-319-1 Arty A7-100T. Cette plateforme de développement prête à l’emploi comprend en son cœur le réseau de portes programmables par l’utilisateur Artix-7™ de Xilinx et est conçue spécifiquement pour être utilisée comme système de traitement logiciel MicroBlaze.
Lorsqu’il est utilisé dans ce contexte, l’Arty A7-35T devient une plateforme de traitement flexible qui s’adapte à toutes les tâches du projet. Contrairement à d’autres ordinateurs monocartes tels que le Rasberry Pi, l’Arty A7-35T n’est pas lié à un seul ensemble de périphériques de traitement. À un moment donné, c’est une centrale de communication équipée d’UART, de SPI, d’IIC et d’un MAC Ethernet, et le moment suivant, la carte est un chronométreur méticuleux avec une douzaine de timers 32 bits.
En outre, l’Arty A7-35T peut être étendue en un outil personnalisable dans la boîte à outils du projet avec des connecteurs d’extension (connecteurs Arduino™ R3 et connecteurs Pmod™) qui sont populaires auprès des utilisateurs.En termes de prix, la carte d’entrée de gamme Arty A7-35T se situe entre les solutions Raspberry Pi et les cartes FPGA haut de gamme, telles que la carte de développement DIG 410-383-5EV Zynq Ultrascale+ 3EG MPSoC avec chipset multiprocesseur.
Carte de développement FPGA haute performance
La Genesys ZU-3EG de DIGILENT est une carte de développement autonome dotée de spécifications optimisées, d’interfaces de connectivité multimédia et réseau, et d’une solide bibliothèque de documentation. Elle est adaptée aux exigences plus complexes ainsi qu’au traitement de flux de données plus importants obtenus à partir d’éléments d’image ou de vidéo. Ces capacités lui permettent d’accéder rapidement à des applications complexes dans les domaines de l’IA (intelligence artificielle), de la recherche, de l’aérospatiale, de la défense, du cloud computing et du traitement d’images, ou encore des systèmes autonomes pour véhicules, de la vision artificielle, de la robotique et de l’apprentissage automatique.
La puissante carte FPGA, qui convient particulièrement aux travaux parallélisés, est dotée de chipsets ARM facilement programmables (APU ARM A-53 et GPU ARM Mali-400 MP”). Cela permet aux développeurs n’ayant pas d’expérience dans la programmation de cartes graphiques de se lancer plus facilement. Grâce à sa programmabilité, la carte FPGA est très souple à utiliser.
Un connecteur Type-C complet avec USB 3.0 et USB 2.0, données à double rôle et alimentation à double rôle, ainsi que des émetteurs-récepteurs Gigabit intégrés prennent en charge USB Type-C 3.1, PCIe, SATA et DisplayPort. Les utilisateurs ont également la possibilité d’inclure plusieurs caméras avec vidéo 4K ainsi que le WiFi et 1G Ethernet dans une plateforme basée sur Linux. Cela fait du Genesys ZU-3EG un kit de développement extrêmement polyvalent adapté aux applications 5G, cellulaires (WWAN), SSD, infrastructure radio sans fil et vidéo telles que la surveillance, le streaming et l’encodage, entre autres.
En outre, le Genesys ZU-3EG comprend des ports DIGILENT Pmod(Peripheral Module Interface) et SYZYGY-compatible Zmod à haut débit qui permettent une expansion flexible et un accès à des E/S à haut débit et à large bande passante pour la radio définie par logiciel, les ultrasons et une variété d’autres systèmes personnalisés d’acquisition de données ou de traitement du signal.
Modules périphériques pour l’expansion
Des modules périphériques, appelés Pmods, sont disponibles pour l’extension modulaire des cartes FPGA avec des interfaces supplémentaires. Les Pmods sont de petits modules d’interface E/S dont les dimensions sont d’environ 2 cm x 3 cm. Ils comprennent l’adaptateur d’interface série PMODRS232, qui convertit les niveaux de tension logiques numériques en niveaux de tension RS-232, le module de communication haute vitesse isolé PMODRS485 et l’interface USB-to-UART PMODUSBUART.
Conclusion
Chez Reichelt, nos clients peuvent trouver une large gamme de produits de DIGILENT, l’expert en appareils de mesure. Associés au Raspberry PI ou à des FPGA plus puissants, ils permettent de réaliser facilement, rapidement et à moindre coût des projets dans le domaine des techniques de mesure, quel que soit le niveau de performance.
