Veel meer dan alleen maar een USB-oscilloscoop!

Red Pitaya (RP) is een krachtig open-source meetapparaat dat voor verschillende soorten metingen kan worden geconfigureerd. Hiervoor kunnen apps van het internet worden gedownload, maar het is ook mogelijk om zelf meetconfiguraties te programmeren. In dit artikel bespreken we een aantal mogelijkheden. Ook worden er programmeervoorbeelden gegeven.

Sinds enige tijd is er een nieuwe meetmodule op de markt, de Red Pitaya (figuur 1). Hoewel de prijs voor veel hobbyisten wellicht aan de hoge kant is, wordt het board intussen al bij veel onderwijsinstellingen voor projecten gebruikt. In dit artikel laten we zien wat Red Pitaya is en wat u ermee kunt doen.

Download het hele artikel nu GRATIS als iPad vriendelijke PDF!

Wat zit er in?
Bij het bekijken van het blokschema (figuur 2) worden de mogelijkheden van het apparaat al gauw zichtbaar. Het hart wordt gevormd door een Xilinx ‘System on Chip’ (SOC) met typenummer ZC7Z010. Deze SoC bevat een dual-core 800 MHz ARM9 CPU waarop een Linux-versie draait. Ver- der bevat de chip een FPGA met 28k logische cellen, een hoeveelheid BRAM (Block RAM) en zogenaamde DSP-slices. Met deze FPGA kun- nen de snelle berekeningen worden uitgevoerd die nodig zijn voor digitale signaalverwerking. Rondom deze SoC bevindt zich naast 512 MB RAM allerlei randapparatuur.
Voor het uitvoeren van metingen zijn er twee 14-bits A/D- en D/A-converters met een sample- rate van 125 MS/s. Met deze converters kunnen geavanceerde metingen worden uitgevoerd, waar- bij de FPGA voor de benodigde verwerkingssnel- heid zorgt. Daarnaast is er een ethernet-aanslui- ting, een USB-Host-poort en een USB-COM-poort voor de seriële interface met een pc. Ook is er een SD-kaart-interface. De SD-kaart wordt door Linux als vervanger voor een harde schijf gebruikt. Op uitbreidingsconnectors vinden we General- Purpose-IO evenals I2C, RS232 en ‘langzame’ A/D- en D/A-converters.
In feite is dit alles wat u nodig hebt voor het uit- voeren van nauwkeurige metingen en signaal- verwerking met frequenties tot 50 MHz.

Figuur 2: Het blokschema van de Red Pitaya.



Eerste ingebruikname
Omdat er een prima handleiding op het internet beschikbaar is, zal de eerste ingebruikname geen problemen opleveren. Download het Red Pitaya SD card image, kopieer dit naar een MicroSD- kaart en plaats deze in de RP. Verbind de RP met uw eigen netwerk en schakel de spanning in. Het apparaat zal nu booten en u kunt aan de slag. De auteur volgt het bootproces op een op de USB-COM-poort aangesloten pc. Dit biedt onder andere de mogelijkheid om te controleren welk IP-adres de RP gekregen heeft en na het boo- ten kan dan bijvoorbeeld via de USB-COM-poort direct met Linux worden gecommuniceerd. U kunt natuurlijk ook via ethernet communiceren als u daar de voorkeur aan geeft.

Meetapparaten uit de bazaar
Bij de RP worden kant-en-klare toepassingen als web-applicaties ter beschikking gesteld. Dit gebeurt via de zogenaamde ‘bazaar’. Als u via een webbrowser contact maakt met de webser- ver van de RP, dan wordt op de startpagina de bazaar geopend en kunt u de gewenste toepas- sing kiezen. Op dit moment zijn de in tabel 1 genoemde apps beschikbaar.
In de toekomst zullen er zeker nog veel meer interessante meet-apps verschijnen. De projec- ten zijn allemaal open-source, zodat u deze goed als startpunt voor uw eigen ontwikkelingen kunt gebruiken.


Tabel 1
Tabel 1: Apps in de Red Pitaya bazaar