Kann das STEMlab von Red Pitaya die derzeitigen Datenerfassungssysteme ersetzen?

Das STEMlab von Red Pitaya ist ein erschwingliches und rekonfigurierbares IoT-Instrument, das mit kostenloser und quelloffener Software geliefert wird. Erhältlich mit 10- oder 14-Bit-Analog/Digital-Wandlern (ADCs) und Digital/Analog-Wandlern (DACs), die mit 125 Megasamples pro Sekunde (MS/s) arbeiten, ermöglicht das STEMlab Studenten der Elektrotechnik und Bastlern die Erforschung von Signalen und Systemen bis zu 62,5 Megahertz (MHz).

Wenn man sich die unten aufgeführten Merkmale und Anwendungen ansieht, könnte man meinen, dass Red Pitaya anderen auf dem Markt befindlichen Schulungskits für die Datenerfassung sehr ähnlich ist. Es gibt jedoch einige Merkmale, die es von anderen unterscheiden.

Das STEMlab 125-10 Edu-Paket von Red Pitaya (Bildquelle: Red Pitaya)

Merkmale und Anwendungen

• Digitales Zweikanal-Oszilloskop mit Voltmeter-Funktion (±20 V)
• Ethernet- und USB-Konnektivität, WIFI-Unterstützung über Dongle
• Zweikanaliger Arbiträrfunktionsgenerator
• Digitaler 8-Kanal-Logikanalysator (3,3 V CMOS und 1,8 V oder 5 V tolerant, 125 MS/s)
• 16-Kanal-Digital-I/O + SPI, I²C, UART und Parallel-Bus-Analysator
• Externer Triggereingang
• Zweikanal-Spektrumanalysator mit Funktionsgenerator (62,5 MHz)
• VNA – Vektor-Netzwerkanalysator
• Bode-Analysator
• LCR-Meter
• Softwaredefiniertes Funkmodul (SDR) und mehr
• Stromversorgungsquellen über Erweiterungsstecker verfügbar (+5 V, 3,3 V, -4 V)
• Basierend auf einem Dual-Core-ARM-Cortex-A9 + Xilinx Zynq 7010 FPGA System-on-Chip (SoC), das einen Dual-Core-Prozessor und FPGA-Logik enthält

Die Geschichte des STEMlab von Red Pitaya

Das STEMlab 125-14 entstand 2013 aus dem Wunsch der Ingenieure von Instrumentation Technologies, Ingenieuren auf der ganzen Welt ein einfaches und erschwingliches, aber dennoch leistungsstarkes Datenerfassungsgerät zur Verfügung zu stellen. Das Red Pitaya und die anderen derzeit erhältlichen Toolkits für die Datenerfassung wurden jedoch alle in erster Linie für den Bildungsbereich entwickelt. Red Pitaya wird aber auch von Unternehmen wie der NASA, Apple, BOSCH, SIEMENS und anderen verwendet. Das MIT hat damit sogar ein MRT-Gerät gebaut! Nach dem Erfolg des 14-Bit-Boards beschloss Red Pitaya, eine noch erschwinglichere Version zu entwickeln, und stellte das STEMlab 125-10 vor.

Vernetzung und Fernzugriff

Red Pitaya zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass die Verbindung zu den Boards über Ethernet hergestellt wird, und da sie mit webbasierten Anwendungen arbeiten, ist ein echter Fernzugriff möglich. Alles, was Sie tun müssen, ist, die Red-Pitaya-URL in Ihren Browser einzugeben, und schon kann es losgehen. Es ist keine zusätzliche Software auf Ihrem PC erforderlich. Red Pitaya lässt sich jedoch gut mit LabView, MATLAB, Scilab und Python kombinieren. Darüber hinaus gibt es auch Unterstützung für Jupyter, was die Erstellung von Lernmaterialien, die mit Red Pitaya interagieren, sehr einfach macht.

Es läuft Ubuntu

Wie bereits erwähnt, werden Red Pitayas in allen möglichen industriellen und akademischen Projekten eingesetzt. Möglich wird dies unter anderem durch die Tatsache, dass er mit Ubuntu läuft (genau wie ein Raspberry Pi). Damit ist Red Pitaya das perfekte Werkzeug, um Schülern die Möglichkeit zu geben, das im Labor Gelernte auf reale Projekte anzuwenden.

Ein Begleiter für den Unterricht

Seit der Markteinführung von Red Pitaya haben Pädagogen schnell erkannt, welches Potenzial das Programm für die Ausbildung von echten Ingenieuren hat. Davon zeugen auch die verfügbaren Lehrmaterialien für Schaltungen und Elektronik, Messtechnik, FPGA-Programmierung und den Entwurf integrierter Schaltungen.

Produktlinie

Was passiert, wenn Sie oder Ihre SchülerInnen aus ihrem STEMlab-Board „herauswachsen“? Für diejenigen, die es für die Telekommunikation verwenden, ist das SDRlab 122-16 die offensichtliche Antwort. Für alle anderen ist das SIGNALlab 250-12 die richtige Wahl. Wie auch immer Sie sich entscheiden, die gute Nachricht ist, dass die Software in der gesamten Produktlinie gleich ist, was den Wechsel erleichtert.

Kurz gesagt, Red Pitaya ist nicht nur ein Schweizer Taschenmesser für Lehrkräfte und Studenten, sondern auch für fortgeschrittene industrielle Anwender. STEMlab ist das perfekte Werkzeug, um die Grundlagen der FPGA-Programmierung, der digitalen Signalverarbeitung, der Schaltungen und der Elektronik und vieles mehr zu vermitteln! Wir haben auch schrittweise Unterrichtsbeispiele zur Verfügung, die die Unterrichtsvorbereitung erleichtern.