Messen mit USB-Datenerfassungsmodulen

USB-Datenerfassungsmodule sind bequem, weil sie an jeden PC angeschlossen und auch im Feld genutzt werden können. Allerdings hat der Einsatz der Module auch Tücken – Spannungsspitzen und Masseschleifen können den PC zum Absturz bringen oder die Messung verfälschen. Aber für jedes Problem gibt es auch eine Lösung.

USB-Datenerfassungsmodule sind bequem, weil sie an jeden PC angeschlossen und auch im Feld genutzt werden können. Allerdings hat der Einsatz der Module auch Tücken – Spannungsspitzen und Masseschleifen können den PC zum Absturz bringen oder die Messung verfälschen. Aber für jedes Problem gibt es auch eine Lösung.

Höhere Störfestigkeit der USB-Module

Sobald USB-Messmodule mit dem USB-Anschluss des PCs verbunden sind, identifiziert der PC automatisch das Modul und installiert den Gerätetreiber. Die Module lassen sich installieren, ohne dass wie bei Einsteckkarten eine langwierige Prozudur zu durchlaufen ist: den PC öffnen, die Karte einbauen, DIP-Schalter und Interrupt- Einstellungen konfigurieren, den richtige Gerätetreiber suchen und dann das System neu booten. USBModule bieten darüber hinaus eine hohe Störfestigkeit, was Vorteile bei störungsempfindlichen Messungen bringt. Da die USB-Kabel normalerweise zwischen 1 m und 5 m lang sind, ist die I/O-Schaltung weiter von elektrisch störenden Computer-Motherboards und -Stromversorgungen entfernt, dagegen näher an den zu messenden Signalen.

Die meisten USB-Module übertragen Daten mit Full- oder High-speed- Geschwindigkeit. Computer mit einem USB-1.1-Port können die Daten von und zu einem USB-Datenerfassungsmodul mit bis zu 12 Mbit/s übertragen. Bereits eine Full-speed-Übertragung eignet sich für Datenstrom-Anwendungen und unterstützt Abtastraten bis 400 kHz. Für leistungsfähigere Anwendungen müssen sowohl das USBModul als auch der PC über einen schnelleren USB-2.0-Port verfügen, so dass Datenübertragungsraten bis zu 480 Mbit/s möglich sind. Durch die höhere Bandbreite lassen sich, ähnlich wie bei PCI-Messsystemen, mehrere I/O-Operationen gleichzeitig mit Durchsatzraten bis 500 kHz in jeder Richtung durchführen.

Für viele Test- und Messanwendungen sind ein einfacher Aufbau und eine problemlose Portierbarkeit wichtig. Viele USB-Datenerfassungsmodule sind deshalb mit auswechselbaren Anschlussblöcken oder BNC-Steckverbindern ausgestattet, mit denen sich I/O-Verbindungen einfach herstellen lassen. Ein derartiger Aufbau ist praktisch und kostengünstig, da keine zusätzlichen Schraubanschlussklemmen erforderlich sind. Die Module sind zudem kompakt und portabel, so dass selbst komplexe Test- und Messanwendungen nicht nur im Labor, sondern auch im Feld durchführbar sind.

Mit entsprechendem Zubehör sind die USB-Datenerfassungsmodule außerdem einfach erweiterbar. Mittels kostengünstiger Verteiler lassen sich an einen einzigen USB-Anschluss bis zu 127 Datenerfassungsmodule anschließen. Die meisten USB-Module unterstützen auch Hot-Swapping. Sie können bei laufendem Computer installiert oder entfernt werden.

Die Stromversorgung von USB-Datenerfassungsmodulen erfolgt entweder direkt über den USB-Bus oder über eine externe Stromquelle. Module mit geringer Stromaufnahme benötigen weniger als 100 mA bei 5 V – sie erhalten die Leistung über den USBAnschluss. Module mit eigener Stromversorgung benötigen dagegen bis zu 500 mA bei 5 V.