Analysieren Sie mit einem Raspberry Pi 4 und dem Analog Discovery 2 Messdaten in der Cloud.

Heutzutage stellen die meisten Dienstanbieter Cloud-Speicher zur Verfügung. Sie bewahren Dateien, von Fotos, über Musik, bis hin zu Videos und Filmen, in der Cloud auf, um Speicherplatz zu sparen. Anwender können von überall aus auf die Daten zugreifen und diese Dateien problemlos mit anderen teilen. 

Durch die Weiterentwicklung des Internets der Dinge (IoT) wuchsen auch die Embedded-Systeme im Cloud-Bereich. Von Entwicklungsprojekten bis hin zu komplizierten Messungen: Die Industrie bewegt sich in Richtung Cloud-Technologien.

Das IoT beschreibt den sich abzeichnenden Trend, bei dem eine große Anzahl von Embedded-Systemen (den Dingen) mit dem Internet verbunden sind. Diese vernetzten Geräte kommunizieren mit Menschen und anderen Dingen und stellen häufig eine Möglichkeit zur Speicherung von Sensordaten in der Cloud sowie Cloud-Computing-Ressourcen bereit, in denen die Daten verarbeitet und analysiert werden, um wichtige Erkenntnisse zu gewinnen. Kostengünstige Cloud-Rechenleistung und eine verbesserte Gerätekonnektivität ermöglichen diesen Trend.

Mit dem Digilent Analog Discovery 2, WaveForms und einem Raspberry Pi 4 können sie Messdaten und Signale direkt an die ThingSpeak.com-Cloud senden und diese anschließend analysieren.

Analog Discovery 2 ist ein USB-Oszilloskop und Multifunktionsgerät, mit dem Anwender Mixed-Signal-Schaltungen aller Art messen, visualisieren, erzeugen, aufzeichnen und steuern können. Das Analog Discovery 2 ist klein genug, um in Ihre Hosentasche zu passen, aber leistungsstark genug, um eine ganze Reihe Laborgeräte zu ersetzen. Mit der kostenlosen WaveForms-Software kann das Analog Discovery 2 so konfiguriert werden, dass es als eines von mehreren herkömmlichen Instrumenten arbeitet, einschließlich Oszilloskop, Signalgenerator, Netzteil, Voltmeter, Datenlogger, Logikanalysator, Patterngenerator, statische Ein- und Ausgaben, Spektrumanalysator, Netzwerkanalysator, Impedanzanalysator und Protokollanalysator.

WaveForms ist eine von Digilent entwickelte Software und für den Einsatz mit dem Analog Discovery 2 und dem Analog Discovery Studio gedacht. WaveForms bietet eine Benutzeroberfläche für ein 2-Kanal-Oszilloskop, einen Logikanalysator, einen Arbiträr-Signalgenerator, digitale Ein- und Ausgänge und mehr. Die Software kann kostenlos heruntergeladen werden und ist mit Mac (Apple), Windows und Linux (32-Bit, 64-Bit und Arm kompatibel.

WaveForms installieren

Schritt 1: Download von WaveForms
Dieses Tutorial führt Sie durch die für die Installation auf einem Raspberry Pi 4 Model B notwendigen Schritte, nachdem Sie WaveForms von dieser  Webseite geladen haben. Wir benutzen die 1-GByte-Version des Raspberry Pi 4 Model B, Sie können dafür aber ebenfalls die 2-GByte- und 4-GByte-Versionen verwenden.

Laden Sie die zu Ihrer Linux-Distribution passende Installationsdatei für WaveForms herunter. Da wir einen Raspberry Pi 4 Modell B mit dem Raspbian-Betriebssystem verwenden, wählen wir die Debian-Variante des Arm-Builds.

Schritt 2: Download von Adept 2
Laden Sie die passende Version von Adept 2 herunter. Bitte stellen Sie sicher, dass die Version der Installationsdatei von Adept mit derjenigen von WaveForms identisch ist. Da wir die Arm-Version von WaveForms verwenden, benutzen wir für die Runtime und die Utilities von Adept ebenfalls die Arm-Version.

Schritt 3: Öffnen der Adept 2 Datei
Öffnen Sie die Datei, die Sie in Schritt 2 heruntergeladen haben.

Schritt 4: Installation starten
Klicken Sie im Fenster auf „Install“, wenn Sie dazu aufgefordert werden.

Schritt 5: Öffnen der WaveForms-Datei
Öffnen Sie die heruntergeladene WaveForms-Datei.

Schritt 6: Installation starten
Klicken Sie im Fenster auf „Install“, wenn Sie dazu aufgefordert werden.

Schritt 7: Öffnen von WaveForms
Gehen Sie zu Ihren Anwendungen und starten Sie WaveForms.

Schritt 8: Start ohne Analog Discovery 2
Wenn Sie beim Start kein Analog Discovery 2 angeschlossen haben, erscheint ein Fenster mit der Warnung, dass kein Gerät erkannt wurde. Um die Software zu benutzen, müssen Sie keines besitzen. Klicken Sie einfach auf „OK“, um weiterzumachen.

Schritt 9: Benutzung des Demo-Modus
Der Gerätemanager öffnet sich. Klicken Sie auf „Demo Mode“ und dann auf „Select“.

Schritt 10: Oszilloskop im Demo-Modus
Wie bereits erwähnt, ist es kein Problem, wenn Sie noch kein Analog Discovery 2 haben. Sie können WaveForms im Demo-Modus benutzen und so ein Gefühl für das Interface und die Möglichkeiten bekommen.

Das Bild unten ist ein Demo des Oszilloskops und zeigt ein Sinus- und ein Rechtecksignal.

Schritt 11: Anschluss des Analog Discovery 2
Ein Fenster, das anzeigt, dass das Analog Discovery erkannt wurde, erscheint, sobald Sie es anschließen. Klicken Sie auf „OK“, um fortzufahren.

Schritt 12: Geräte-Manager
Wenn Sie den Gerätemanager öffnen oder das Analog Discovery 2 einstecken während WaveForms geöffnet ist, erscheint das im folgenden Bild gezeigte Fenster. Wählen Sie das Analog Discovery 2 aus, so wie Sie es bereits für den Demo-Modus getan haben.

Nachdem Sie nun WaveForms installiert haben und verbunden sind, finden Sie für jedes Gerät ein Tutorial imWaveForms Resource Center.

Daten vom WaveForms SDK zu ThingSpeak.com senden

ThingSpeak, erstellt von MathWo‏rks, ist eine Online-Plattform zum Sammeln, Anzeigen und Analysieren von Daten in der Cloud. Dieser Leitfaden führt Sie durch die Schritte, die notwendig sind, um Daten, die mit Ihrem WaveForms SDK-kompatiblen Digilent Test- und Messgerät erfasst wurden, an ThingSpeak zu senden.

Schritt 1.

Gehen Sie auf thingspeak.com und melden Sie sich an oder registrieren Sie sich.

Schritt 2.

Wählen Sie im Menü Channels die Option My Channels und erstellen Sie einen neuen Kanal (New Channel).

Schritt 3.

Konfigurieren Sie die Kanaleinstellungen, den Namen und die Felder:

Schritt 4.

Notieren Sie sich den Write API Key auf der Registerkarte API Key. Dieser wird benötigt, um Daten aus einer Anwendung oder Skript an den Server zu senden:

Schritt 5.

Laden Sie das Skript AnalogImpedance.py herunter, editieren Sie es und ersetzen Sie wie unten gezeigt die Zahlen- und Buchstabenkombination „8C####BU“ mit dem vorher notierten Write API Key.

url = "https://api.thingspeak.com/update?api_key=8C############BU"

Führen Sie das Skript unter Windows, MacOS, Linux-Desktop oder auf einem Embedded-Gerät wie einem Raspberry Pi aus:

Schritt 6.

Sobald die Daten an ThingSpeak gesendet wurden, sind die Standard-Diagramme in den Registerkarten Private View und Public View zu sehen:

Nächste Schritte

Da Sie nun Daten zwischen dem Test- und Messgerät und ThingSpeak übertragen können, steht es Ihnen frei, das Skript nach Bedarf für Ihr Projekt zu modifizieren.

Weitere Informationen zum WaveForms SDK finden Sie im Resource Center.