DAS (data acquisition system) 구성

DAS (data acquisition system) 

데이터 계측 (data acquisition, DAQ)를 하는 시스템으로 하드웨어와 소프트웨어로 구성된다. 데이터 계측이란 센서에서 얻어진 물리량(온도, 압력 등)을 계측하는 것을 말한다. 

쉬워보이지만 시간 동일화 (time sync.), 노이즈나 Calibration, 신호 처리등 의외로 어려운 면이 있다. 애시당초 정확하지 않은 측정데이터는 아무런 의미가 없다. 특히 여러 이유로 잘못된 값을 계측하게 되면 공학적 해석이나 판단이 엉뚱하게 나올 수 있으므로 정확한 계측은 매우 중요하다. 

DAS의 구성

그림 출처 : http://www.ni.com/ko-kr/shop/pc-based-measurement-and-control-system.html

DAQ 장치

시그널 컨디셔너 (Signal conditioning)

아날로그-디지털 변환기 (AD (Analog to digital) converter)

필터 (filter)

앰프 (Amplifier)

컴퓨터 (Computer)

드라이브 소프트웨어 (Driver Software)

응용 프로그램 (Application Software)

하나씩 살펴보자

DAQ 장치 : 하드웨어

DAQ 장치는 보통 하나의 (컴퓨터 마더보드에 끼우는) 보드 형태나 이러한 보드들을 박스 형태로 구현한 것들이 있다 (형태는 다양하다). 주로 하는 역할은 시그널 컨디셔닝과 AD (아날로그 to 디지털) 변환기 이다. 

센서에서 계측된 물리 신호는 아날로그이기 때문에 컴퓨터에서 인식 가능한 디지털로 변환해주어야 한다.

시그널 컨디셔닝은 항상 필요한 것은 아니지만 대부분 필요하다. 센서에서 측정된 신호가 DAQ 장치에 적합하지 않은 경우에 사용된다. 대부분의 경우에 신호를 필터에서 필터링 해주거나 (고주파 노이즈 제거 등) 증폭하는 과정이 필요하며 이러한 과정도 시그널 컨니셔닝에 해당된다. 추가적으로 센서에 따라 전류를 공급해주거나 전압 가진을 하는 경우도 있다.

컴퓨터 (Computer) : 하드웨어

DAS에서 별도로 Computer가 없는 경우도 있지만 대부분 있다. 계측이 비교적 간단하고 휴대해야 하는 경우는 주로 노트북을 쓴다. DAS에 컴퓨터가 없으면 데이터의 저장이나 전송, 원하는 파일 형태로의 변경 등이 매우 매우 불편하다. 왠만하면 컴퓨터 쓰자.

드라이브 소프트웨어 (Driver Software)

컴퓨터에 그래픽카드를 사서 꼽으면 그래픽카드 드라이버 소프트웨어가 필요하듯 하드웨어인 DAQ 장치에 대한 드라이버가 필요하다. DAQ 장치를 쓰려면 당연히 드라이버 소프트웨어가 있어야 한다. 컴퓨터에 설치하면 된다.

응용 프로그램 (Application Software)

DAQ 장치의 설정, 신호 처리, 데이터의 저장, 모니터에 표시 등을 하는 소프트웨어다. 그래픽카드 사면 같이 주는 화면 설정 프로그램 같은 것이다. 대표적인 예로 NI LabView 가 있다. 컴퓨터에 설치하면 된다. 기본적으로 제공되지 않고 별도로 사야되는 경우가 많다.

참고문헌

http://www.ni.com/data-acquisition/what-is/ko/

https://en.wikipedia.org/wiki/Data_acquisition