MicroLabBox – Spannende neue Möglichkeiten für Hochschulen

Ich bin im Vertrieb bei dSPACE Inc. Ansprechpartnerin für die Hochschulen in den USA. Eine Frage, die immer wieder auftaucht, ist die nach den besten Produkten bei begrenztem Budget, also nach Preis, Funktionalität und Lebensdauer.

Über ein Jahrzehnt war das dSPACE DS1103 Prototyping System die Lösung. Obwohl das DS1103 auch heute noch zuverlässig, nützlich und erschwinglich ist, wird es nur noch bis Dezember 2016 erhältlich sein (keine Sorge, wir garantieren den Hardware-Support bis dSPACE Release 2018-B).

Bei der Entwicklung eines neuen Systems haben wir einige Wünsche unserer Kunden erfüllt, zum Beispiel verbesserte technische Funktionen, leichte Vernetzbarkeit und einfache Anschlussmöglichkeiten an Host-PC oder Laptop, mehr Dokumentation usw. Damit brachten wir eine brandneue Lösung auf den Markt – die MicroLabBox (im Jahr 2015).

Was steckt dahinter?

Die MicroLabBox ist ein vielseitig einsetzbares Rapid-Control-Prototyping-System. Es handelt sich dabei um eine kompakte All-in-one-Plattform, die speziell für den Einsatz in einer Laborumgebung entwickelt wurde.

Den Kern der MicroLabBox bildet das DS1202 Base Board, auf dem Haupt-, Echtzeit- und Dual-Core-Prozessor sowie ein separater Co-Prozessor für die Kommunikation mit dem Host-PC untergebracht sind. Dies ist eine nicht ganz unbedeutende Eigenschaft, da wir von Kunden immer wieder gefragt werden, wie sich der Datenverkehr, der durch die Datenerfassung verursacht wird, zum einen auf den Host-PC und zum anderen auf die Rechenleistung der Plattform auswirkt.

Bei der MicroLabBox betreut der separate Host-Kommunikationsprozessor die Funktionen des Flugschreibers zur Datenerfassung, die Host-Schnittstelle und die Ethernet-I/O, so dass der Echtzeitprozessor für die Ausführung des Anwendungsmodells eingesetzt werden kann. Die MicroLabBox verfügt auch über eine spezielle USB-Schnittstelle zur Datenprotokollierung.

Wie alle anderen dSPACE Plattformen hat die MicroLabBox ein RTI-Blockset, mit dem Sie Ihre Regelalgorithmen modellieren und auf nahezu alle I/Os und Funktionen der MicroLabBox in Simulink zugreifen können. Darüber hinaus bietet die C-Bibliothek die Möglichkeit, die MicroLabBox für C-codierte Anwendungen zu nutzen.

Unser bisher schnellster Prozessor

Die MicroLabBox verfügt über leistungsstarke Rechenfunktionen. Mit seinem Dual-Core-Prozessor realisiert sie Geschwindigkeiten von bis zu 2 GHz. Die MicroLabBox kann Modelle bis zu sechsmal schneller berechnen als das DS1103 oder DS1005 und ist damit unser bisher schnellster Prozessor. Diese Funktion ist besonders vorteilhaft für mittelgroße und große Modelle.

Integriertes FPGA unterstützt sehr schnelle Regelalgorithmen

Mit dem integrierten, programmierbaren FPGA ist die Funktionalität der MicroLabBox besser denn je. Ein wesentlicher Vorteil der FPGA-basierten I/O-Funktion besteht darin, dass Sie sehr schnelle Regelalgorithmen implementieren können, die parallel zu den langsameren Anwendungen auf der Prozessorplatine ausgeführt werden.

Auf einer herkömmlichen MicroLabBox ist das FPGA bereits so programmiert, dass es bestimmte I/O-Funktionen bereitstellt. Einzelne Anwender können das FPGA jedoch individuell umprogrammieren, um auf dem FPGA eine höhere Auflösung und schnelle Regelkreise zu realisieren.

Das FPGA steuert zwar den größten Teil der I/O auf der MicroLabBox, nicht aber zwei Stromversorgungsquellen, so dass externe Geräte separat versorgt werden können. Das FPGA steuert auch keinen dualen CAN-Transceiver, der High-Speed-CAN und partielle Vernetzung unterstützt. Wenn Sie bereits mit einer unserer Plattformen gearbeitet und die CAN-Kommunikation auf diesen Plattformen implementiert haben, sind Sie mit RTI-CAN- oder RTI-CAN-MM-Blocksets vertraut. Dieselben Blocksets unterstützen die CAN-Kommunikation auf der MicroLabBox.

Zwei Varianten an I/O-Steckern

Egal ob Sie die MicroLabBox mit anderen Laborgeräten stapeln oder als Schreibtischgerät nutzen möchten, wir bieten Ihnen zwei Varianten.

Leistungsmerkmale

• Kompaktes All-in-one-RCP-System
• Ethernet-Host-Schnittstelle
• Programmierbare Status-LEDs und Summer für die Rückmeldung
• Programmierbares FPGA

Top Panel: Einsatz am Schreibtisch

• Insgesamt 48 x BNC-I/O-Anschlüsse

• 4 x Sub-D 9 I/O-Anschlüsse

• 2 x Sub-D 50 I/O-Anschlüsse

• 32 analoge Eingangskanäle

• 32 analoge Ausgangskanäle

Front Panel: Stapelbar mit weiteren Laborgeräten

• 4 x Sub-D 50 I/O-Anschlüsse
• 4 x Sub-D 9 I/O-Anschlüsse

Anwendungsbereiche für Forschung und Entwicklung im Mechatronikbereich

Die MicroLabBox kann für die Entwicklung und den Test von Steuerungssystemen in einem sehr breiten Anwendungsspektrum eingesetzt werden:

• Robotik
• Medizintechnik
• Elektrische Antriebsregelung
• Erneuerbare Energien
• Fahrzeugtechnik
• Luft- und Raumfahrt

Mit der großen Anzahl und Vielfalt an I/O-Anschlüssen ist die MicroLabBox für Regelanwendungen in zahlreichen Industriebereichen geeignet.

Optionale Software

RTI CAN Blockset: Die CAN-Kommunikation wird am häufigsten in RCP-Anwendungen eingesetzt. Mit diesem Blockset fügt der Anwender für jede zu sendende oder zu empfangende CAN-Botschaft einen Simulink-Block hinzu.

RTI Electric Motor Control Blockset: Durch den Umstieg von mechanischen auf elektrische Motoren ist heute auch die Steuerung von Elektromotoren weitverbreitet. Abhängig von der Hardware, die auf der jeweiligen Plattform verfügbar ist, wird EMC als ACMC-Blockset der MicroLabBox eingesetzt. Sensoren wie Hall, Inkrementalgeber oder Resolver übertragen die Rückmeldung eines Elektromotors. Dies erfordert in der Regel die Leistungsfähigkeit eines FPGAs, damit die Position der Motordrehung schnell berechnet werden kann.

RTI USB Flight Recorder Blockset: USB-2.0-Schnittstelle für die Datenprotokollierung über USB-Massenspeicher erfordert eine separate Lizenz: RTI_USB_FR. Während der Datenerfassung ermöglicht Ihnen dieses Blockset die Aufzeichnung von Daten für die spätere Wiedergabe oder Analyse.

RTI Ethernet Blocksets: Die Ethernet-Verbindung ist heute die gebräuchlichste Host-Schnittstelle zur Anbindung eines PCs an die dSPACE Plattform. Manchmal möchten unsere Kunden andere Hardware an die dSPACE Plattform anschließen. Dafür stellt dSPACE zusätzliche Ethernet-Ports zur Verfügung, so dass mehrere Netzwerke konfiguriert werden können, ohne durch den Ethernet-Verkehr des Host-PCs eingeschränkt zu sein.

Angebote für Hochschulen

dSPACE versteht und unterstützt unsere akademischen Kunden. Wir sind uns der Bedeutung des Beitrags zu Forschung und Entwicklung für unsere Branche und für viele weitere von uns unterstützte Industrien bewusst, sei es Automobil, Luft- und Raumfahrt, Medizin oder Forschung und Lehre.

Wir wissen, dass Universitäten über begrenzte Budgets verfügen, und Forschergruppen aus Professoren und Studenten um Stipendien kämpfen müssen, um an notwendige Hardware und Software zu kommen. Um etwas zurückzugeben, haben wir die ACE Kits im Portfolio. Die „Advanced Controls Education Kits“ beinhalten Hardware wie die MicroLabBox , die CDP (Controls Development Package)-Software sowie den GNU Compiler. Diese drei Komponenten sind als Paket zu einem Rabatt erhältlich, der über die bereits stark reduzierten Hochschulpreise hinausgeht.

Die MicroLabBox bietet bei etwa gleichem Preisniveau wie bestehende Systeme eine deutliche Leistungssteigerung, und die Architektur steht für eine für viele Jahre zukunftssichere Investition.