Studiul Platformei de Laborator Ni Elvis Ii

Studiul platformei de laborator:

NI ELVIS II

C U P R I N S

1 Introducere în mediul de programare LabVIEW

1.1 Introducere în programul LabVIEW

1.2 Instrumente virtuale

1.3 Mediul de lucru LabVIEW

1.3.1 Paleta de editare

1.3.2 Paleta de rulare

1.4 Editarea VI

1.4.1 Crearea obiectelor

1.4.2 Selectarea obiectelor

1.4.3 Deplasarea obiectelor

1.4.4 Copierea obiectelor

1.4.5 Ștergerea obiectelor

1.4.6 Etichetarea obiectelor

1.4.7 Redimensionarea obiectelor

1.4.8 Dispunerea obiectelor

1.4.9 Depanarea instrumentului virtual

2 Sisteme de achiziție de date de la “National Instruments”

2.1 Noțiuni fundamentale

2.1.1 Calculatorul personal

2.1.2 Traductoarele și condiționerele de semnale

2.1.3 Echipamente de achiziție

2.1.4 Programul de achiziție

2.1.5 Dezvoltarea sistemului

2.2 Metodologia de achiziție a datelor experimentale

2.2.1 Evoluția sistemelor de măsură

2.2.2 Integrarea diferitelor echipamente de măsură

2.2.3 Mediile de dezvoltare a aplicațiilor

3 Cunoașterea platformei de laborator NI ELVIS II

3.1 Componentele platformei NI ELVIS II

3.1.1 Butonul de pornire/oprire a platformei NI ELVIS II

3.1.2 Butonul de pornire a plăcii de prototipare

3.1.3 Conectorii de la multimetrul digital (DMM)

3.1.4 Conectorii osciloscopului și funcția generator ieșire/intrare declanșare digitală

3.1.5 Controlul manual pentru alimentare variabilă

3.1.6 Generatorul de funcții cu control manual

3.1.7 Placa de prototipare a platformei NI ELVIS II

3.2 Componentele plăci de prototipare a platformei NI ELVIS II

3.2.1 Zonă pentru machete

3.2.2 Intrările analogice (AI) și interfața funcțiilor programabile (PFI)

3.2.3 Multimetrul digital (DMM)/ analizatorul de impedanță

3.2.4 Terminale configurabile de utilizator prin conectori BNC și mufele Jack Banana

3.2.5 Indicatori de alimentare CC

3.2.6 Terminale digitale de intrare/ieșire

3.2.7 LED-uri configurate de utlizator

3.2.8 Surse de energie CC intrare/ieșire, contor/timer configurate de utilizator

3.2.9 Conector DSUB configurabil de utilizator

3.3 Dispozitivele software ale stației de lucru NI ELVIS II

3.3.1 NI ELVISmx Instrument Launcher

3.3.2 DMM (Multimetru Digital)

3.3.3 Osciloscopul

3.3.4 FGEN(generatorul de funcții)

3.3.5 Sursă variabilă de energie (VPS)

3.3.6 Analizator dinamic de semnal (DSA)

3.3.7 Generator de undă arbitrară(ARB)

3.3.8 Cititor digital (DigIn)

3.3.9 Scriitor digital (DigOut)

3.3.10 Analizator de impedanță

3.3.11 Analizator de tensiune pe 2 fire

3.3.12 Analizator de tensiune pe 3 fire

4 Exerciții realizate cu ajutorul stației de laborator NI ELVIS II

4.1 Măsurarea frecvenței caracteristice a unui amplificator operațional

4.2 Filtru trece sus

4.3 Filtru trece jos

4.4 Fitru trece banda

4.5 Simularea unui sistem antiefractie folosind platforma de laborator NI ELVIS II

4.5.1 Demonstrație in multisim

4.5.2 Demonstrație în LabVIEW

5 Concluzii

6 Bibliografie:

Rezumat

Tema Lucrării de Dizerație este Studiul platformei de laborator NI ELVIS II. Am ales această temă pentru ca am primit această solicitare din partea societății atunci când i-am abordat pentru alegerea temei de dizertație. Societatea are un sistem de management în care se regăsesc parțial mai multe tipuri de mentenanță. Astfel se regăseste mentenața planificată în care nu contează uzura, conteaza doar numarul de ore de funcționare acumulat, putem vorbi și de mentenanță preventivă și predictivă combinată cu mentenanța corectivă dar și de mentenanța proactivă care cu ajutorul sistemului special de supraveghere și detecție SCADA semnaleaza din timp anumite anomalii de funcționare.

Activitatea de mentenanță se desfasoară pentru sistemul de cogenerare format din opt motoare pe gaz Perkins cu o putere instalată de 816 kWh/motor și sistemul de răcire și ventilare pentru aceste motoare. Motoarele produc energie electrică care se livreaza în Sistemul Energetic National dar se foloseste și pentru autoconsum iar pentru răcire se foloseste apa ,care apoi cu ajutorul schimbatoarelor de caldură și al pompelor, se livrează populației ca agent termic de încălzire și de apa caldă. Astfel prin cogenerare se reduc emisiile de noxe, societatea este beneficiară a unui program de reducere de CO2 . Din acest motiv toată activitatea este foarte bine monitorizată și aplică o parte a metodei de management al mentenanței , AMDEC (Analiza Modurilor de Defectare a Efectelor și Criticității) este foarte importantă în activitatea de zi cu zi.

În cadrul societății se efectuează activitatea de mentenanță pe mai multe nivele: de nivel I în cadrul căreia se efectuează întretinerile “ normale” la 600h și 1200 h de funcționare, de nivel II unde lucrările sunt mai complexe de exemplu schimbul de chiuloase ,turbopompe și întreținere la schimbatoarele de caldură și de nivel III unde este nevoie de personal foarte bine calificat pentru revizia generală a generatorului și a motorului.

De asemenea de o deosebită importanță este o planificare corectă a mentenanței deoarece se elimină întreruperi prelungite de funcționare, dar se elimină și intreruperile accidentale care ar putea aparea dacă mentenanța nu este facută la timp.

Societatea a înțeles că prin aplicarea celor “5S” din metoda TPM (Mentenanța productivă totală ) își îmbunătățește considerabil calitatea lucrărilor efectuate și elimină o serie de neplăceri. În același timp societatea s-a aratat interesată să implementeze indicatorii TPM (Mentenanța productivă totală ), deoarece prin această metodă beneficiază de o serie de indicatori cu ajutorul cărora poate evalua toată activitatea de mentenanță din mai multe perspective.

Consider ca prin documentarea pentru această lucrare eu mi-am aprofundat cunoștințele primite la cursuri, iar societatea Energo Power poate să își desfașoare activitatea mai eficient și să primească și anumite date despre performanța activității prin calculul indicatorilor TPM.

Abstract

Introducere în mediul de programare LabVIEW

Introducere în programul LabVIEW

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineerig Workbench) reprezintă un mediu software de proiectare și analiză, puternic și flexibil, rulând pe PC-uri sub sistemul de operare Windows. El pleacă de la caracterul secvențial al limbajelor de programare tradiționale și prezintă un mediu grafic de programare, înzestrat cu toate instrumentele necesare achiziției, analizei și prezentării de date.

Prin intermediul acestui limbaj grafic de programare, numit "G", programarea poate fi realizată folosind o abordare de tip schemă bloc, ceea ce reprezintă simbolizarea folosită în mod curent în inginerie.

LabVIEW reunește achiziția, analiza și prezentarea de date într-un singur sistem. Pentru acceptarea datelor și a instrumentelor de control, LabVIEW suportă interfețele IEEE488 (GPIB), RS-232/422 și VXI cât și plăci pentru intrări/ieșiri numerice, respectiv de conversie analog-numerică și numeric-analogică. O bibliotecă cu drivere pentru numeroase instrumente de largă folosință simplifică mult aplicațiile de control.

Analiza datelor poate fi realizată folosind biblioteca dedicată (ANALYSIS), aceasta conținând funcții pentru analiza statistică, aritmetică matriceală, numere complexe, analiză grafică, procesare de semnal și multe altele.

Având în vedere caracterul său grafic, LabVIEW dispune în mod inerent și de capacitățile de reprezentare a datelor, ieșirile apărând sub formă de grafice (cu caracteristici definite de utilizator).

Instrumente virtuale

Programul LabVIEW poartă numele de instrument virtual, ilustrat în Figura 1.1, denumire datorată asemănării aspectului lor cu cel al instrumentelor din realitate:

Figura 1.1 Instrument virtual

Un instrument virtual este format din trei părți principale: tabloul de comandă, schema bloc și icoana-conector. Tabloul de comandă conține intrările și ieșirile, asigurând în același timp interfața în vederea unei operări interactive. Prin intermediul lui se pot stabili valorile de intrare respectiv se pot vizualiza și ieșirile din schema bloc. Deoarece tabloul de comandă al programului este similar tabloului de comandă al unui instrument real, intrările poartă numele de mărimi de control iar ieșirile sunt numite indicatoare. Mărimile de control simulează dispozitivele de intrare ale instrumentului și furnizează datele pentru schema bloc a instrumentului virtual. Indicatoarele simulează dispozitivele de ieșire ale instrumentului, afisând datele achiziționate sau rezultate din schema bloc a instrumentului virtual. Pentru aceste instrumentul virtual sunt disponibile diverse mărimi de control și indicatoare, cum ar fi potențiometre, comutatoare, butoane, înregistratoare, putându-se construi astfel un tablou de comandă ușor identificabil și interpretabil. Aceste elemente pot fi selectate de la opțiunea Controls a liniei de meniu din partea superioară a ferestrei tabloului de comandă, pe fiecare obiect putând fi activat un submeniu care permite schimbarea atributelor sale. În cadrul meniului Controls sunt disponibile mai multe tipuri de mărimi de control și indicatoare (opțiunile purtând numele tipului de mărime): numerice, boolene, de tip șir, de tip matrice, grafice, etc. Marimile de control numerice permit introducerea valorilor numerice, iar indicatoarele numerice afisează valori numerice. Cele mai des utilizate obiecte numerice sunt Digital Control respectiv Digital Indicator. Mărimile de control și indicatoarele boolene se folosesc pentru introducerea, respectiv afișarea valorilor booleene (date logice de tip Adevarat-Fals). Ele simulează comutatoare, butoane și LED-uri. Cele mai des folosite obiecte boolene sunt Vertical Switch și Round LED.

Fiecare tablou de comandă are asociată o schemă bloc, care constituie programul executabil al instrumentului virtual. Schema bloc este construită utilizând limbajul grafic de programare G și poate fi privită ca un cod sursă. Componentele schemei bloc (noduri, terminale și fire) reprezintă obiecte care preiau sau furnizează date, realizează funcții specifice și controlează execuția programului.

Nodurile reprezintă elemente ale execuției programului. Ele sunt similare declarațiilor, operațiilor și subrutinelor din limbajele tradiționale de programare (exemplele de noduri din Figura 1.1 sunt operațiile aritmetice, în acest sens programul LabVIEW dispune de o largă bibliotecă de funcții matematice, de comparare, conversie, intrare/ieșire și altele). Există patru tipuri de noduri: funcții, noduri subVI, structuri și noduri interfață de cod. Funcțiile sunt noduri interne care realizează operații elementare cum ar fi adunarea numerelor, operații de intrare/ieșire cu fișiere, generarea șirurilor. Nodurile subVI reprezintă instrumentele virtuale deja construite și apelate din schema bloc al unui alt instrument virtual. Structurile, cum ar fi buclele For și While, controlează execuția programului, fiind similare structurilor de control din limbajele tradiționale de programare (secvențe executate iterativ sau condiționat). Nodurile interfață de cod asigură interfața între schema bloc și codul “C” scris de utilizator. Nodurile puse în evidență în exemplul din Figura 1.1 reprezintă funcții.

Terminalele reprezintă porturi prin care datele circulă între tabloul de comandă și schema bloc, respectiv între nodurile schemei bloc, fiind similare parametrilor și constantelor din limbajele convenționale de programare. Există două tipuri de terminale: terminale ale mărimilor de control sau a indicatoarelor și terminale de nod. La plasarea unei mărimi de control sau indicator pe tabloul de comandă, programul LabVIEW plasează un terminal corespunzator pe schema bloc, terminal care nu poate fi sters, el dispărând doar după stergerea mărimii de control sau a indicatorului. Nodurile dispun de asemenea de terminale (puse în evidență în Figura 1.1 pentru diferite funcții). Terminalele trebuie privite ca niște porturi: datele introduse în mărimile de control "ies" din tabloul de comandă și ajung în schema bloc prin terminalele mărimilor de control, după care (în exemplul din Figura 1.1) "intră" în icoanele funcțiilor, care la terminarea calculelor interne furnizează datele către terminalele lor de ieșire, urmând ca acestea să ajungă pe tabloul de comandă prin terminalele indicatoarelor și să fie afișate.

Firele asigură căile de date între terminale, fiind similare variabilelor din limbajele convenționale. Datele circulă într-o singură direcție, de la un terminal sursă către un terminal destinație. Nu se poate lega o sursă la alta sau o destinație la alta, dar se poate lega o sursă la mai multe destinații, fiecare fir având un aspect diferit, în funcție de tipul de dată pe care-l transmite. Principiul care guvernează execuția programelui LabVIEW este cel al fluxului de date: nodurile intră în execuție doar când primesc datele la toate terminalele de intrare iar la terminarea sarcinilor, disponibilizează datele la toate terminalele de ieșire. Prin această metodă fluxul de date este dependent de primirea datelor de intrare complecte, spre deosebire de metoda fluxului de control, specifică programelor convenționale, în care instrucțiunile sunt executate în ordinea în care au fost scrise.

Perechea icoană-conector permite convertirea unui instrument virtual într-un obiect utilizabil în schema bloc al unui alt instrument virtual, îndeplinind rolul unei subrutine. Icoana reprezintă grafic sub-VI în schema bloc a unui alt instrument virtual. Conectorul reunește terminalelele care specifică locurile în care trebuie conectate intrările și ieșirile pe icoană (fiind similare parametrilor subrutinei) și corespund mărimilor de control și indicatoarelor de pe tabloul principal al sub-VI. În mod obișnuit conectorul rămâne ascuns sub icoana până se optează pentru vizualizarea ei. În colțul din dreapta sus al ferestrelor tabloului de comandă, respectiv schemei boc, apare afișată icoana instrumentului virtual (în mod implicit acest loc este gol).

Utilitatea programului LabVIEW rezultă din caracterul ierarhic al instrumentelor virtuale. Odată creat un instrument virtual, acesta poate fi folosit ca un sub-VI în cadrul schemei bloc al unui instrument virtual de nivel superior, neexistând limitare referitoare la numărul de nivele dintr-o ierarhie. Abilitatea programului LabVIEW de a folosi un instrument virtual ca și sub-VI este importantă pentru că permite modularizarea schemelor bloc. Prin aceasta instrumentele virtuale devin ușor de depanat, înțeles și modificat.

Mediul de lucru LabVIEW

La lansarea programului LabVIEW prin aplicarea unui double-click icoanei LabVIEW, se deschid două ferestre noi ale programului, folosite pentru construirea unui instrument virtual: fereastra tabloului, care va afișa tabloul de comandă al instrumentului virtual în curs de editare, respectiv fereastra schemei, continând schema bloc. Cele două ferestre sunt ferestre standard Windows, având toate caracteristicile obișnuite. Atât fereastra tabloului, cât și cea a schemei, dispun de o paletă de butoane de comandă și indicatoare de stare, utilizate pentru a controla instrumentul virtual. Întotdeauna este disponibilă doar o fereastră, în funcție de regimul în care se află instrumentul virtual: rulare sau editare.

Paleta de editare

Editarea permite crearea și modificarea unui instrument virtual cu ajutorul urmatoarei palete, care apare în partea de sus a ferestrelor și conține instrumentele necesare construirii unui instrumentului virtual și operării cu acesta (după selectarea unui buton, cursorul mouse-ului îi adoptă forma):

a) Operator de rulare() – activarea lui lansează în execuție instrumentul virtual. În cazul în care se dorește rularea unui instrument virtual din modul de editare, fără folosirea opțiunilor din paleta de rulare, se activează acest operator. Daca este necesar, programul LabVIEW compilează întâi instrumentul virtual, după care comută pe modul de rulare, îl rulează și revine în modul de editare după terminarea rulării.

Atât timp cât un instrumentul virtual este în execuție, icoana operatorului de rulare se schimbă în:

dacă este un instrument virtual de nivel superior;

dacă unul din instrumentele virtuale care-1 apelează, este în execuție la nivelul superior.

În cazul în care un instrument virtual nu poate fi compilat datorită existenței unor erori, operatorul de rulare este înlocuit de operatorul de rulare întreruptă:

Pentru a afla cauzele, se activează acest operator, obținându-se afisarea unei ferestre noi cu lista erorilor.Atât timp cât un instrument virtual este în execuție, apare operatorul de stop: . Acesta poate fi activat ori de câte ori este necesară oprirea imediată a instrumentului virtual, dar se recomandă evitarea folosirii lui, preferându-se execuția completă a acestuia sau includerea unei metode de oprire cu grijă (de exemplu plasarea unui comutator de oprire pe tabloul de comandă).

b) Operator de mod () – activarea lui comută regimul de funcționare al programului LabVIEW între editare și rulare. În rulare, un instrument virtual poate fi executat, dar nu poate fi editat. În editare, un instrument virtual poate fi creat și modificat. Operatorul apare sub una din cele două forme:

în timpul editării;

în timpul rulării.

c) Operator de manipulare () – cu ajutorul lui se intervine asupra mărimilor de
control și a indicatoarelor. Se transformă în cursor obișnuit de editare când ajunge deasupra unei mărimi de control de tip text.

d) Operator de poziționare () – se foloseste pentru a selecta, muta sau redimensiona obiectele. Se schimbă în când ajunge deasupra coltului unui obiect redimensionabil.

e) Operator de etichetare () – permite introducerea unui text în cadrul etichetelor atât timp cât are aspectul cursorului de editare iar în cazul creării etichetelor goale, peste cursor apare suprapus un dreptunghi gol.

f) Operator de "legare" () – se foloșeste pentru interconectarea obiectelor în cadrul schemei bloc. Prin poziționarea lui pe un sub-VI sau pe icoana unei funcții, se afisează informații referitoare la acel obiect (pentru aceasta este necesară selectarea în prealabil a opțiunii Help Window din meniul Windows).

g) Operator de colorare () – utilizat pentru colorarea unui obiect.

Paleta de rulare

Paleta de rulare apare în partea de sus a ferestrelor când instrumentul virtual este în executare:

Pe lângă operatorii de rulare și cel de mod, care-și păstrează toate caracteristicile descrise la prezentarea paletei de editare, paleta de rulare mai cuprinde următorii operatori:

a) Operator de rulare continuă () – activarea lui permite execuția repetată a instrumentului virtual. În timpul modului de rulare continuă, operatorul se schimbă în iar prin selectarea lui se dezactivează rularea continuă.

b) Operator punct de întrerupere ()- se folosește pentru a fixa puncte de întrerupere în instrumentul virtual. Când un punct de întrerupere este fixat, operatorul se schimbă în .

c) Operator de mod pas cu pas () – activarea lui validează modul pas cu pas. În acest mod, operatorul se schimbă în și în dreapta lui apare operatorul de pas, a cărui selectare duce la avansarea cu un pas a execuției instrumentului virtual: .

d) Operator de trasare a execuției () – activarea lui validează "trasarea" execuției. În acest mod se poate vedea fluxul de date prin schema bloc, operatorul se schimbă în .

e) Operator de tipărire () – activarea lui determină tipărirea automată a tabloului de comandă după ce instrumentul virtual și-a terminat execuția și a actualizat indicatoarele cu noile valori. Când acest mod este activ, operatorul se schimbă în .

Lucrul în programul LabVIEW implică folosirea intensivă a meniurilor. Linia meniu din partea superioară a ferestrei unui instrument virtual conține așa-numitele meniuri pull-down, la selectarea carora apare afișat un meniu sub această linie meniuri. Componentele acestor meniuri sunt cele cunoscute din majoritatea aplicațiilor de sub Windows (cum ar fi Open, Save, Copy), dar apar și unele specific programului LabVIEW.

Pe lângă salvarea unui instrument virtual, în modul obișnuit într-un director, programul LabVIEW permite și salvarea mai multor instrumente virtuale într-un singur fișier, numit biblioteca instrumentului virtual (fișiere cu extensia .llb). Salvarea mai multor instrumente virtuale într-o bibliotecă, reprezintă avantajul că aceste biblioteci, arhivează instrumentele virtuale pentru a salva spațiu pe disc (ele sunt dezarhivate la încarcare), respectiv se ușurează transferul de instrumente virtuale și este permisă utilizarea până la 31 de caractere pentru a denumi un instrument virtual (incluzând extensia necesară .vi). Pentru a crea o bibliotecă, se activează succesiv urmatoarele opțiuni de meniu: File, Save As… , New… , după care se introduce numele noii biblioteci și se selectează butonul Create ( programul LabVIEW pune automat extensia .llb dacă este omisă).

Ștergerea unui instrument virtual din bibliotecă este posibilă prin folosirea opțiunii Edit… din meniul File. Bibliotecile nu sunt ierarhice, neputându-se crea o bibliotecă în cadrul alteia. În ferestrele interactive ale meniului File bibliotecile apar cu "VI" în icoana din dreptul lor, spre deosebire de directoarele obișnuite.

Meniurile folosite însă cel mai des sunt așa-numitele meniuri pop-up. Fiecare obiect LabVIEW, de asemenea și spatiul liber din tabloul de comandă și schema bloc, dispun de un meniu pop-up conținând opțiuni și comenzi.

Activarea meniului pop-up se realizează prin menținerea apăsată a butonului drept al mouse-ului atunci când cursorul este deasupra obiectului vizat. Aproape toate obiectele folosite la construirea unui instrument virtual necesită folosirea meniurilor pop-up în vederea selectării și modificării lor.

Folosirea meniurilor pop-up reprezintă metoda cea mai frecvent utilizată pentru plasarea obiectelor pe tabloul de comandă și schema bloc, având în vedere ca printr-un meniu pop-up într-un spațiu liber al celor două ferestre se accesează meniul Controls în cazul ferestrei tabloului de comandă, respectiv meniul Functions în cazul ferestrei schemei bloc. Metoda este mai rapidă și are avantajul că obiectul vă apare în pozitia cursorului și nu într-un loc arbitrar.

Editarea VI

Crearea obiectelor 

După lansarea programului LabVIEW și apariția celor doua ferestre, se selecteaza un obiect din meniul Controls al ferestrei tablou prezentată in Figura 1.2

Figura 1.2 Meniul Controls

Obiectul apare în fereastra tablou însoțit de un dreptunghi reprezentând locul în care se introduce eticheta de la tastatură așa cum este prezentat în Figura 1.3

Figura 1.3 Introducerea etichetei de la tastatură pe panoul frontal

Introducerea etichetei poate fi terminată prin:

apăsare “shift+enter”;

apăsarea tastei “enter” aflate în extremitatea dreapta a tastaturii;

activarea butonului care a apărut pe prima poziție a paletei de editare;

click în afara etichetei.

În mod similar se mai plasează pe tabloul de comandă încă două obiecte din meniul Controls. Pentru a muta un obiect suprapus, se selectează obiectul respectiv (și nu eticheta sa) cu operatorul de poziționare din paleta de editare și se "trage" (prin menținerea apasată a butonului mouse-ului) în poziția dorită.

Selectând opțiunea Show Block Diagram (Figura 1.4) din meniul Windows al liniei meniu, se poate vedea amplasarea pe schema bloc a terminalelor obiectelor de pe tabloul de comandă. Pentru a nu se suprapune, ele se mută similar ca în cazul tabloului de comandă:

Figura 1.4 Diagrama block

Selectarea obiectelor

Un obiect trebuie selectat înainte de a putea fi manevrat. Această selectare se realizează prin apăsarea butonului de mouse atunci când operatorul de poziționare din paleta de editare se află deasupra obiectului. Ca efect, obiectul apare delimitat printr-un chenar din linie întreruptă. Pentru a selecta mai mult decât un obiect, concomitent cu selectarea fiecărui obiect adițional se apasă și tasta “Shift”. Tot prin combinația click+“Shift” se realizează și "deselectarea" unui obiect.

Un alt mod de a selecta unul sau mai multe obiecte este de a înconjura obiectele printr-un dreptunghi de selecție. Pentru aceasta se plasează operatorul de poziționare într-un spațiu liber, după care prin ținerea apăsată a butonului de mouse se "trage" dreptunghiul (care apare punctat) până când el conține sau atinge toate obiectele vizate. După eliberarea butonului de mouse dreptunghiul dispare și fiecare obiect apare ca fiind selectat.

Nu este posibilă selectarea simultană a unui obiect de pe tabloul de comanda și a unui alt obiect din schema bloc, mai multe obiecte putând fi selectate pe același tablou de comandă sau pe aceeași schemă bloc.

Aplicarea operatorului de poziționare asupra unui obiect neselectat sau într-un spațiu liber, duce la "deselectarea" tuturor obiectelor curent selectate, pe când apăsarea tastei “Shift” concomitent cu aplicarea operatorului de poziționare asupra unui obiect va avea ca efect selectarea sau "deselectarea" obiectului respectiv fără ca prin aceasta să fie afectate celelalte obiecte selectate.

Deplasarea obiectelor

Un obiect poate fi deplasat prin aplicarea operatorului de poziționare asupra lui și "tragerea" obiectului în locul dorit. Dacă se apasă tasta “Shift” înainte de a deplasa obiectul, direcția mișcării va fi limitată la orizontală sau verticală, în funcție de care a fost direcția primei mișcări.

O deplasare precisă, în pași mărunți, a obiectelor, este posibilă prin folosirea tastelor de direcție. În cazul în care se renunță la intenția deplasării în timpul acesteia, se continua mutarea obiectului până când cursorul ajunge în afara oricarei ferestre deschise și chenarul punctat (care simbolizează obiectul) dispare, după care se eliberează butonul mouse-ului. Prin aceasta, operația de mutare este abandonată și obiectul rămâne acolo unde a fost inițial. Dacă fereastra umple întregul ecranul, linia meniu reprezintă un loc sigur pentru a elibera butonul mouse-ului în vederea anulării deplasării.

Copierea obiectelor

Pentru a copia un obiect se ține apasată tasta “Ctrl” în timpul selectării și deplasării obiectului. După terminarea deplasării, o copie a icoanei apare în noul loc, originalul rămânând în locul inițial. O altă modalitate de a copia un obiect constă în selectarea lui, după care se alege opțiunea Copy a meniului Edit din linia meniu, se aplică operatorul de poziționare în locul unde se dorește să se plaseze copia și se alege opțiunea Paste. Aceste operații sunt valabile și pentru un grup de obiecte selectate.

Majoritatea obiectelor din programul LabVIEW pot fi copiate. Nu pot fi copiate terminalele mărimilor de control și a indicatoarelor, doar dacă se copiază marimile de control și indicatoarele corespunzătoare de pe tabloul de comandă. De asemenea nu pot fi copiate nici etichetele atașate unui anumit obiect.

Obiectele dintr-un instrument virtual pot fi copiate și adăugate unui alt instrument virtual folosind opțiunile Copy, Cut și Paste ale meniului Edit. În mod similar pot fi importate în LabVIEW figuri sau texte din alte aplicații.

Ștergerea obiectelor

Un obiect poate fi șters prin selectarea lui urmată de alegerea opțiunii Clear din meniul Edit sau de apăsarea tastei “Delete” sau “BackSpace”.

Terminalele din schema bloc corespunzătoare mărimilor de control și indicatoarelor de pe tabloul de comandă dispar doar la ștergerea mărimii de control sau indicatorului aferent.

Deși majoritatea obiectelor pot fi șterse, nu pot fi șterse componentele mărimilor de control și indicatoarelor: etichetele și afișajele numerice. Acestea pot fi "ascunse" selectând opțiunile Hide Label, respectiv Hide Digital Display din meniul pop-up al obiectului.

Etichetarea obiectelor

Etichetele, sunt blocuri text care denumesc componentele tabloului de comandă și a schemei bloc, existând două tipuri de etichete: etichete proprii și etichete libere.

Etichetele proprii aparțin unui anumit obiect, pe care-l denumesc și cu care se deplasează împreună când acesta este mutat (în cazul în care este deplasată eticheta, obiectul nu o urmează). Ele pot fi ascunse dar nu pot fi șterse independent de obiectul de care aparțin.

Crearea etichetelor proprii decurge în modul descris la crearea obiectelor. Pentru a eticheta un obiect deja existent (și fără etichetă) se alege opțiunea Show Label din meniul pop-up al obiectului, după care se introduce eticheta în modul obișnuit (aceeași opțiune se folosește și pentru reafișarea unei etichete ascunse).

Etichetele libere nu aparțin de nici un obiect, ele putând fi create, mutate și dispuse independent de acestea. Sunt folosite pentru a descrie tabloul de comandă și schema bloc. Se crează cu ajutorul operatorului de etichetare din paleta de editare, care se aplică într-un spațiu liber, după care se introduce textul dorit în același mod ca în cazul etichetelor proprii. Sub-VI-urile nu au etichete, ele dispun de nume care nu pot fi editate.

Redimensionarea obiectelor

Majoritatea obiectelor au dimensiuni modificabile. Atunci când operatorul de poziționare se află deasupra unui obiect, apar puse în evidență colțurile obiectului, operatorul de poziționare transformându-se în "mâner de redimensionare" când ajunge deasupra unui astfel de colț. Prin ținerea apasată a butonului de mouse se poate "trage" de chenarul punctat ce simbolizează obiectul până când ajunge la dimensiunea dorită.

Pentru a abandona o redimensionare se continuă până când chenarul iese din fereastra și dispare. Unele obiecte nu permit decât redimensionarea unidirecțională, chenarul modificându-se doar pe orizontală sau verticală. Redimensionarea este posibilă în mod similar în cazul etichetelor a structurilor și constantelor din schema bloc. Etichetele în mod normal se autodimensionează, astfel încât să poată să cuprindă textul introdus. Dupa redimensionarea unei etichete, autodimensionarea poate fi reactivată prin opțiunea Size to Text din meniul pop-up al etichetei.

Dispunerea obiectelor

Pentru a alinia un grup de obiecte se selectează obiectele și se alege axa alinierii de la opțiunea Align a meniului Edit. Opțiunea Align din meniul Edit realizează alinieri ulterioare de-a lungul aceleiași axe. Pentru a distribui un grup de obiecte se selectează obiectele și se alege axa de-a lungul căreia se dorește realizată distribuirea, de la opțiunea Distribute a meniului Edit.

Opțiunea Distribute din meniul Edit realizează alinieri ulterioare de-a lungul aceleiași axe. Poziția relativă a obiectelor cu suprapuneri poate fi controlată prin comenzile Move To Front, Move Forward, Move To Back și Move Backward.

Depanarea instrumentului virtual

Atunci când un instrument virtual nu poate fi executat, în paleta tabloului apare operatorul de rulare întreruptă, activarea acestuia ducând la listarea erorilor. Prin alegerea unei erori din listă va fi evidențiat obiectul sau terminalul la care se referă eroarea.

În timpul depanării este posibilă execuția schemei bloc nod cu nod, prin activarea operatorului de pas cu pas. La validarea acestui mod apare operatorul de pas, a cărui acționare conduce la execuția urmatorului nod. Operatorul de pas dispare odată cu terminarea rulării.

Execuția unui instrument virtual poate fi vizualizată prin acționarea operatorului de "trasare" a execuției. De obicei acest mod de rulare este utilizat impreună cu execuția pas cu pas pentru a urmări fluxul de date în schema bloc.

Sisteme de achiziție de date de la “National Instruments”

Noțiuni fundamentale

Utilizarea calculatoarelor numerice în industrie și cercetare se face pe scară din ce în ce mai largă pentru rezolvarea problemelor numerice și prelucrarea datelor, în aplicațiile concrete care implică cercetarea științifică fundamentală și experimentele de laborator, la simularea proceselor, pentru controlul și conducerea proceselor precum și în aplicațiile din domeniul transmiterii informației.

Un sistem de achiziție are în general trei componente principale (Figura 2.1 și Figura 2.2):

achiziția datelor (analogică, digitală, etc);

transformarea datelor;

prelucrarea datelor.

Figura 2.1 Structura generală a unui sistem de achiziții de date

Figura 2.2 Amplasarea sistemului de achiziție a datelor în cadrul procesului asistat

Componentele de bază ale unui sistem de achiziție modern sunt (Figura 2.3):

calculatorul personal (personal computer);

traductoarele (transducers);

condiționerul de semnale (signal conditioning);

echipamentele de achiziție și analiză a datelor (data acquisition and analysis hardware);

programele de achiziție (software).

Figura 2.3 Structura unui sistem tipic de achiziție a datelor bazat pe PC

Calculatorul personal

Atât procesoarele moderne cât și arhitectura magistralelor de comunicație permit utilizarea calculatoarelor personale în structura sistemelor de achiziție a datelor. Odată cu alegerea echipamentului de achiziție și a arhitecturii magistralei de comunicație trebuie să se opteze și pentru metodele de transfer a datelor care vor fi folosite în procesul de achiziție și prelucrare.

Calculatorul care va fi utilizat pentru achiziția datelor poate afecta considerabil viteza maximă de achiziție continuă a datelor. O alternativă modernă și flexibilă este cea care utilizează calculatoarele portabile. Echipamentele care formează un sistem de calcul (numite hardware) sunt următoarele:

unitatea centrală de prelucrare, care efectuează calculele și urmărește realizarea secvențială (pas cu pas) a programului, interpretează și procesează informațiile;

memoria centrală în care sunt păstrate temporar instrucțiunile și datele procesate;

echipamentele periferice, utilizate pentru introducerea datelor în calculator (echipamente de intrare), pentru extragerea datelor din calculator (echipamente de ieșire) și pentru memorarea pe termen lung a programelor și datelor (echipamente de memorie auxiliară).

Factorul care poate limita achiziția unei cantități mari de date este adesea capacitatea discului fix al calculatorului. Timpul de acces la disc și fragmentarea acestuia pot reduce semnificativ viteza maximă la care datele pot fi achiziționate și transferate pe disc.

Pentru sistemele care trebuie să achiziționeze semnale de înaltă frecvență, este indicat să se aleagă o unitate de disc cu viteză mare și să se asigure un spațiu liber și nefragmentat pe disc, suficient de mare pentru colectarea datelor. În plus, este util să se dedice un disc fix numai pentru achiziția datelor iar sistemul de operare să fie rulat de pe un disc separat atunci când datele sunt transferate pe disc.

Aplicațiile care solicită procesarea în timp real sau semnale de înaltă frecvență necesită procesoare pe 32 biți sau 64 biți de viteză mare, cu coprocesor sau un procesor de semnale digitale (DSP – digital signal processing). În cazul în care aplicația achiziționează și scalează numai o citire, odată sau de două ori pe secundă, poate fi utilizat un PC fără performanțe deosebite.

Traductoarele și condiționerele de semnale

Traductoarele sesizează fenomenele fizice și generează semnalele electrice pe care le măsoară sistemul de achiziție. De exemplu, termocuplele, termistoarele, etc. convertesc temperatura într-un semnal analogic pe care un convertor analog-digital îl poate transforma în semnal numeric.

La fel, alte tipuri de traductoare cum ar fi cele de debit, de presiune, de forță etc., măsoară debitul, presiunea, forța, etc. și produc un semnal electric proporțional cu parametrul fizic pe care îl monitorizează și care trebuie măsurat.

Semnalele pot fi clasificate în două categorii:

Semnale analogice

Un semnal analogic poate fi orice mărime variabilă în raport cu timpul, de exemplu: tensiunea, temperatura, presiunea, sunetul și sarcina.

Caracteristicile primare ale unui semnal analogic sunt (Figura 2.4):

nivelul: deoarece semnalele analogice pot lua orice valoare în raport cu timpul, nivelul oferă informații vitale referitoare la semnalul analogic măsurat; când se măsoară nivelul unui semnal, acesta nu se schimbă rapid în raport cu timpul. Precizia măsurării este foarte importantă.

forma: semnalele sunt denumite în funcție de forma lor specifică: sinusoidal, pătratic, dinți de fierăstrău și triunghiular. Forma unui semnal analogic poate fi la fel de importantă ca și nivelul, deoarece măsurarea formei unui semnal analogic permite o viitoare analiză a semnalului, incluzând valorile de vârf, panta, etc..

frecvența: un semnal analogic poate fi caracterizat prin frecvența sa. Aceasta nu poate fi măsurată direct, semnalul trebuind să fie analizat cu ajutorul programelor specifice pentru a determina informațiile referitoare la frecvență. Analiza este realizată de obicei, utilizând un algoritm cunoscut bazat pe transformata Fourier.

Figura 2.4 Caracteristicile primare ale unui semnal analogic

Semnale digitale

Un semnal digital nu poate lua orice valoare în raport cu timpul. Acesta poate avea două niveluri posibile: superior și inferior.

În general, semnalele digitale se conformează anumitor specificații. Informațiile utile care pot fi măsurate pentru un semnal digital sunt (Figura 2.5):

starea – semnalele digitale nu pot lua orice valoare în timp. Starea unui semnal digital este în esență nivelul semnalului: on sau off, superior sau inferior.

viteza – definește modul în care semnalul își schimbă starea în raport cu timpul. Rata de eșantionare a semnalelor digitale măsoară cât de des apare o secvență a semnalului, nefiind necesar un program special de calcul.

Figura 2.5 Caracteristicile primare ale unui semnal digital

Unele traductoare generează semnale prea dificile sau prea periculoase pentru a fi măsurate direct cu un echipament de achiziție, de exemplu când apar măsurări simultane sau valori extreme.

Semnalele electrice generate de traductoare trebuie să fie optimizate din punctul de vedere al nivelului de intrare în echipamentul de achiziție.

Condiționerul de semnale amplifică semnalele joase, apoi le izolează și le filtrează pentru măsurări mai precise. El mărește precizia sistemului și permite traductoarelor să funcționeze corect, precis și în condiții sigure.

Este important ca pentru condiționerul de semnale să se selecteze echipamentul adecvat. Aceste echipamente pot fi furnizate atât ca module cât și ca echipamente integrate (Figura 2.6).

Figura 2.6 Variante de echipamente pentru condiționarea semnalelor oferite de firma National Instruments

Condiționarea semnalelor poate fi folosită pentru:

amplificare: este cea mai comună aplicație și are ca scop mărirea preciziei la maximum posibil;

izolare: semnalul traductorului este izolat de calculator, pentru siguranță;

multiplexare: este o tehnică comună de măsurare a mai multor semnale cu o singură operație de măsurare;

filtrare: scopul este îndepărtarea semnalelor nedorite din semnalul care trebuie măsurat;

excitare: unele traductoare au nevoie de semnale externe în tensiune sau curent pentru excitație;

linearizare: multe traductoare au un răspuns neliniar la variațiile mărimilor care sunt măsurate.

Echipamente de achiziție

Echipamentele de achiziție au rolul de interfață între calculator și mediul extern așa cum se poate vedea în Figura 2.7, deoarece digitizează semnalele analogice de intrare, astfel încât calculatorul să le poată interpreta.

Figura2.7 Variante de echipamente de achiziție ale firmei National Instruments

Specificațiile de bază disponibile pentru majoritatea sistemelor de achiziție se referă la:

numărul de canale analogice de intrare;

rata de eșantionare – determină frecvența conversiilor; o rată mare de eșantionare permite achiziția mai multor date într-un interval de timp dat și poate de aceea să ofere o mai bună reprezentare a semnalului original;

multiplexarea – permite măsurarea mai multor semnale în același timp;

rezoluția – este numărul de biți pe care convertorul analog-digital îl utilizează pentru a reprezenta semnalul analogic;

domeniul – reprezintă diferența dintre nivelurile de tensiune minim și maxim pe care convertorul analog-digital le poate cuantifica.

Programul de achiziție

Programele de calcul (numite generic software) se împart în trei mari categorii:

Programe sistem – controlează operațiile efectuate de sistemul de calcul și asigură legătura între componentele acestuia, programele de aplicație și utilitare. Rolul acestora este de a ușura sarcina utilizatorilor, simplificând operațiile de alocare a memoriei, afișare a caracterelor pe ecran și la imprimantă, citire a caracterelor de la tastatură, accesul la informațiile stocate pe discurile magnetice etc.;

Programe de aplicație – interacționează direct cu utilizatorul, fiind specializate în executarea unor prelucrări strict definite. În această categorie intră editoarele de texte, programele pentru gestionarea bazelor de date, programele de tehnoredactare și grafică asistată de calculator etc.;

Programe utilitare – interacționează direct cu utilizatorul, dar spre deosebire de programele de aplicații, realizează prelucrări de uz general. Ele ajută utilizatorul să "administreze" sistemul de calcul și produsele software prin copierea fișierelor, pregătirea discurilor magnetice pentru utilizare, crearea de copii pentru salvare, testarea sistemului de calcul etc.

O categorie aparte de programe utilitare o constituie programele de interfață, care îndeplinesc rolul de "interpret" între utilizator și sistemul de operare. Programul de achiziție transformă calculatorul și echipamentul de achiziție într-un instrument complet de achiziție a datelor, analiză și prezentare.

El constituie intermediarul între programul de aplicație și echipament, coordonând operațiile efectuate de echipamentul de achiziție și integrarea sa cu resursele sistemului de calcul.

O posibilitate adițională de programare a echipamentului de achiziție este utilizarea aplicației software. Avantajul utilizării acesteia este că ea analizează și prezintă posibilitățile programului de conducere. Programul de aplicație integrează de asemenea instrumentele de control cu achiziția de date.

Dezvoltarea sistemului

Pentru a dezvolta un sistem de achiziție a datelor de înaltă calitate pentru măsurare și control sau testare și măsurare, trebuie analizată detaliat fiecare componentă implicată. Deoarece componentele unui sistem de achiziție inclus în sistemul de calcul nu au posibilitatea de afișare, programul este singura interfață cu sistemul. În acest caz, programul este componenta care leagă toate informațiile referitoare la sistem și este elementul care controlează sistemul. Programul integrează traductoarele, condiționerele de semnal, echipamentul de achiziție și le analizează ca un sistem de achiziție complet, funcțional (Figura 2.8).

Figura 2.8 Funcțiile de procesare a semnalelor din LabWindows/CVI

Metodologia de achiziție a datelor experimentale

Sistemele de măsură reprezintă o parte integrantă a procesului de dezvoltare a unui produs sau proces. În ultimii 20 de ani, sistemele de măsură au cunoscut o schimbare radicală, o adevărată revoluție, care a condus la o nouă arhitectură în care calculatorul are rolul principal.

Evoluția sistemelor de măsură

În urmă cu peste 20 de ani, comunicațiile seriale (RS-232 și GPIB) au permis calculatorului să devină pentru prima dată o parte componentă a sistemelor de măsură. Prin conectarea echipamentelor de măsură direct la calculator (Figura 2.10) s-a putut reduce timpul de lucru și erorile de procesare, specifice transferului manual al datelor care erau introduse în calculator pentru analize ulterioare.

Figura2.10 Conectarea unui instrument de măsură independent la un PC prin intermediul comunicației seriale

Prin utilizarea calculatorului ca un „controler” central pentru toate instrumentele sistemului de măsură, s-au putut integra și coordona mai multe instrumente de măsură într-un singur sistem. Pentru aceasta, a fost necesară crearea unei interfețe software care să permită transmiterea comenzilor și primirea răspunsurilor de la instrumentele din sistemul de măsură într-un sistem centralizat bazat pe calculator.

Au fost dezvoltate astfel driver-ele care se instalau ca o parte a sistemului de operare (standardul API =Application Programming Interface – Interfața de Programare a Aplicațiilor). Pe la jumătatea anilor ’80, progresele realizate în arhitectura sistemelor de calcul (respectiv a magistralelor de transmisie) a permis dezvoltarea echipamentelor de măsură modulare pe care utilizatorii le puteau instala în calculator (Figura 2.11).

Figura 2.11 Posibilitatea executării măsurărilor direct în interiorul calculatorului

Apariția plăcilor de achiziție modulare a eliminat necesitatea cuplării la un procesor dedicat și a existenței programelor integrate și memoriei în interiorul instrumentelor de măsură independente. Avantajele oferite de plăcile de achiziție au fost următoarele: componentele calculatoarelor au căpătat dimensiuni mai mici, s-au redus costurile și au crescut performanțele sistemelor de măsură.

Aceste platforme flexibile și ieftine solicitau însă de la programul sistemului mai mult decât trimiterea comenzilor și primirea răspunsurilor. Interfețele de programare a aplicațiilor de înalt nivel, au simplificat procesul de transferare rapidă a datelor de la placa de achiziție în memoria calculatorului.

Cu ajutorul algoritmilor de procesare a semnalelor și a instrumentelor software, specialiștii au creat propriile lor rutine de analiză. Programele de interfață cu utilizatorul au fost realizate utilizând reprezentări grafice, butoane și cursoare ale instrumentelor de măsură pe ecranul calculatorului.

Dezvoltarea mediilor specifice de măsurare a condus la dezvoltarea instrumentelor puternic integrate de control și achiziție a datelor precum și analiza și vizualizarea acestora.

În ultimii ani, inovațiile în domeniul arhitecturii magistralelor de transmisie (de exemplu: PXI/Compact PCI) au permis crearea unor platforme specializate pentru măsurare avansată și control. Spre deosebire de variantele tradiționale, sistemele moderne integrate de măsură și control conțin o varietate mare de echipamente de măsură. La început au fost conectate instrumente de măsură independente, ulterior s-au adăugat echipamente de măsură analogice și digitale; în prezent, sunt incluse și echipamente de achiziție a imaginilor pentru verificări vizuale și controlere de mișcare (Figura 2.12).

În plus, sistemele de măsură și control integrate oferă posibilitatea conectării simple la echipamentele din familia automatelor programabile (PLCs).

Figura 2.12 Sisteme integrate de măsură și control

Integrarea diferitelor echipamente de măsură

În prezent, instrumentele de măsură independente sunt optimizate pentru a putea fi utilizate în sisteme de măsură integrate. Din cauza rapidității cu care evoluează tehnica de măsurare și echipamentele specifice, trebuie redus timpul necesar elaborării sau dezvoltării programelor aferente de testare. Pentru aceasta, specialiștii au ales să utilizeze mai multe limbaje de programare cum ar fi Visual Basic sau Visual C++. Componenta software joacă un rol vital în dezvoltarea sistemelor automate de achiziție a datelor și control. Este imperativ necesar ca programele utilizate în cadrul unui sistem integrat de măsură să poată fi menținute simplu și modificate rapid.

Un mediu software integrat de măsurare și automatizare trebuie să aibă o structură modulară, necesară pentru construirea sistemelor de măsură și control automate de înaltă performanță.

Pentru a asigura performanțe maxime, dezvoltare ușoară și coordonare a nivelelor sistemului, componentele mediului de lucru trebuie să fie independente (modulare) și puternic integrate în ansamblul sistemului. Această structură modular integrată permite utilizatorilor construirea rapidă a unui sistem de măsură și modificarea lui simplă atunci când cerințele sistemului se schimbă. Programele de măsură și control joacă un rol esențial în dezvoltarea sistemelor de măsură modulare bazate pe sistemele de calcul și comunicarea în rețea. Modulele programului, driverele echipamentelor, interfața programelor de aplicație (APIs) și managerul de configurare trebuie să integreze totul în mediile de dezvoltare ale aplicațiilor (ADEs) pentru a atinge performanța maximă și creșterea productivității. Funcțiile specifice ale programelor de măsură și control includ atât integrarea echipamentelor de măsură, configurarea locală și programarea echipamentelor de măsură.

Adesea, dezvoltatorii sistemelor de măsură și automatizare consideră că este suficientă existența driverelor echipamentelor pentru integrarea acestora în sistemul de măsură și control. Driverele echipamentelor trebuie să ofere performanțe rapide, flexibilitatea programării echipamentului, o interfață API scalabilă și consistentă, configurare și operare la distanță și integrarea cu algoritmii de conducere (Driver Engines and Algorithms = Motoare și Algoritmi de Conducere).

În Figura 2.13 este prezentată o implementare tipică a unui program de Măsurare și Control, utilizând componente National Instruments.

Figura 2.13 Implementare a unui program de măsurare și control

Mediile de dezvoltare a aplicațiilor

Mediile de dezvoltare a aplicațiilor joacă un rol important în cadrul programelor de măsurare și automatizare. Cu aceste instrumente, dezvoltatorul sistemului proiectează și integrează sistemul care preia măsurătorile, controlează procesele, afișează informațiile la utilizatorul final, asigură conectarea cu alte aplicații etc.Mediile de dezvoltare a aplicațiilor (ADE) utilizate pentru dezvoltarea măsurărilor și automatizarea aplicațiilor trebuie să furnizeze un model cu o concepție ușor de utilizat, performanțe de calcul și flexibilitate de programare a nivelului de aplicare pentru o întreagă categorie de aplicații. La fel de important este ca aceste medii de dezvoltare a aplicațiilor să poată fi integrate complet atât cu programul de măsurare și control care conectează o mare varietate de echipamente de intrare/ieșire (I/O) cât și cu instrumentele sistemului cum ar fi bazele de date sau programul de management al încercărilor.

Pentru o completă integrare a mediilor de dezvoltare a aplicațiilor, cu programele de măsură și control, este deosebit de important ca mediul ADE utilizat să dezvolte un sistem de măsurare și automatizare care să poată gestiona și procesa măsurătorile. Pentru aceasta, mediile de dezvoltare a aplicațiilor – ADE trebuie să incorporeze tipuri de date de măsurare direct în mediul lor, astfel încât să poată fi utilizate ușor în rutinele de procesare adițională.Pentru a crește la maximum productivitatea, mediile de dezvoltare a aplicațiilor – ADE trebuie să includă atât funcții statistice și de analiză numerică cât și algoritmi de procesare a semnalelor și control de înaltă performanță, comune în aplicațiile de măsurare. Mediile de dezvoltare a aplicațiilor trebuie să includă rutine tipice întâlnite în aplicațiile de măsurare și automatizare, incorporând funcții de reglare PID sau control cu logica fuzzy, de reducere a zgomotului, măsurări spectrale, filtrare digitală, măsurarea răspunsurilor, detecția semnalelor, integrare și derivare numerică, trasarea și ajustarea curbelor, etc.

Mediile de dezvoltare a aplicațiilor trebuie să asigure:

conectivitatea cu alte instrumente software utilizate, pentru a permite integrarea sistemelor de măsură cu aplicațiile respective (prin integrarea cu alte instrumente software cum ar fi ActiveX și DLL-uri);

conectarea la o bază de date existentă cu ajutorul limbajului de interogare structurată SQL și interfețele bazelor de date ale aplicațiilor;

conectarea la rețele de calculatoare prin intermediul tehnologiilor TCP/IP sau UDP;

crearea rapoartelor care să poată fi partajate, în formate cum ar fi XML sau HTML.

Tehnologiile moderne, de exemplu Microsoft.NET, permit conectivitatea între sisteme aflate la distanță.Pentru măsurare și automatizare firma National Instruments (S.U.A.) oferă două medii de dezvoltare a aplicațiilor – LabVIEW și LabWindows/CVI. NI LabVIEW este un mediu de dezvoltare conceput special pentru dezvoltarea sistemelor integrate de măsură și automatizare. Acest mediu de dezvoltare permite ca interfețele cu utilizatorul, funcțiile de înalt nivel pentru achiziție de date și control, procesarea semnalelor, analiza și vizualizarea să fie asamblate în același mod în care sunt construite schemele logice de program (organigramele).Cu ajutorul modularității și structurii ierarhizate a programului LabVIEW, utilizatorii pot realiza prototipuri și proiecte, care apoi pot fi dezvoltate și modificate ușor și rapid. Deoarece mediul de dezvoltare a aplicațiilor programului LabVIEW este calculat pentru o performanță maximă de execuție, el conține sute de rutine de analiză specifică a măsurătorilor și este puternic integrat cu modulul Measurement and Control Services. Dezvoltatorii pot concepe rapid aplicații de măsurare și automatizare de înaltă performanță care incorporează numeroase echipamente de intrare/ieșire (I/O). Programul LabVIEW integrează de asemenea foarte bine aplicațiile Internet, tehnologiile de baze de date și sistemele de management al încercărilor.

NI LabWINDOWS/CVI este un mediu puternic de programare pentru dezvoltarea aplicațiilor specifice de măsurare. El include un set de biblioteci care pot fi rulate pentru controlul instrumentelor, achiziția de date, analiza lor și interfața cu utilizatorul. Conține de asemenea o serie de caracteristici care permit dezvoltarea aplicațiilor de măsurare mult mai simplu decât dezvoltarea în mediile C tradiționale. Cu caracteristicile sale de dezvoltare, incluzând proiectarea interfeței cu utilizatorul cu mecanismul drag-and-drop, crearea interactivă și testarea codurilor și asistenții de creare a driverelor instrumentelor, LabWINDOWS/CVI simplifică activitatea de generare a aplicațiilor de măsurare în C.Introdus prima dată în 1988, LabWINDOWS/CVI s-a dovedit un mediu solid de dezvoltare care a urmărit evoluția sistemelor de operare și a tehnologiilor de calcul. LabWINDOWS/CVI poate integra o mare varietate de echipamente de intrare/ieșire (I/O).

NI Measurement Studio furnizează o colecție extinsă de instrumente de control, achiziție de date, procesare a semnalelor și vizualizare care pot fi utilizate cu Microsoft Visual Basic și Visual C++. În plus, NI Measurement Studio integrează programe de management al încercărilor și incorporează ușor baze de date și aplicații Internet.

Module complementare ale programului LabVIEW

LabVIEW Real-Time

Acest modul extinde utilizarea programului LabVIEW, la aplicațiile de măsură și control în timp real. Astfel, datorită acestui modul, inginerii își pot dezvolta aplicațiile pe un calculator gazdă utilizând programul LabVIEW și apoi o descarcă pe un echipament independent dotat cu un sistem de exploatare în timp real. Cu ajutorul acestui program, National Instruments extinde simplitatea programării grafice LabVIEW la dezvoltarea și desfășurarea aplicațiilor în timp real fără a fi necesare cunoștințe aprofundate ale tehnicilor în timp real sau ale sistemelor informatice specifice.

LabVIEW Datalogging and Supervisory Control (DSC)

Permite dezvoltarea interactivă a sistemelor de control/comandă distribuite. Modulul DSC permite extinderea aplicațiilor LabVIEW la vizualizarea datelor istorice și timp real, configurarea alarmelor și evenimentelor , amplasarea sistemelor de securitate pentru aplicații, punerea în rețea cu ajutorul unor echipamente periferice specifice. Acest modul oferă posibilitatea realizării unui sistem de control și automatizare industrială la scară mare, a unei aplicații de înregistrare a datelor cu un număr mare de căi sau de supraveghere și înregistrare a câtorva zeci de puncte I/O pentru stabilirea unui istoric al datelor.

NI Vision

Acest modul conține o serie de instrumente care oferă aproape 200 de funcții de prelucrare și analiză a imaginilor, cum ar fi: cele de afișare, de măsurare dimensională, analiză a particulelor, morfologie, detectare a contururilor, prelucrare a culorilor, filtrare. Aceste funcții pot fi interfațate în medii de dezvoltare ca LabVIEW, LabWindows/CVI sau instrumente ca Visual Basic sau Visual C++.

Cunoașterea platformei de laborator NI ELVIS II

Unul dintre cele mai complete dispozitive ce se folosesc în laborator este platforma NI ELVIS II . Aceasta este ilustrată în Figura 3.1.

Platforma conține mai multe componente printre care și o placă de prototipare pentru experimentele de laborator . Aceste componente sunt explicate mai jos.

Figura 3.1. Platforma de laborator NI ELVIS II

Componentele platformei NI ELVIS II

Butonul de pornire/oprire a platformei NI ELVIS II

Acesta este situat în partea din spate a platformei și se folosește pentru pornirea sau oprirea platformei NI ELVIS II.

Butonul de pornire a plăcii de prototipare

Butonul de pornire din placa de prototipare a platformei NI ELVIS II arată prin aprinderea LED-ului “POWER” când placa de prototipare este alimentată.

Comutatorul “READY” trebuie sa fie verde sau galben atunci când pe placa de prototipare este conectat un circuit.

Conectorii de la multimetrul digital (DMM)

De la multimetrul digital se primesc măsurători prin conectori.

Jack-ul banana roșu pentru tensiune arată intrarea pozitivă pentru măsurarea de tensiune de la rezistență și diodă.

Jack-ul banana negru este o conexiune comună pentru măsurarea cu multimetrul digital a tensiunii și curentului de la rezistență și diodă.

Jack-ul banana roșu pentru curent arată intrarea pozitivă pentru măsurarea curentului prin multimetrul digital.

Conectorii osciloscopului și funcția generator ieșire/intrare declanșare digitală

Conectorii de intrare ai osciloscopului se folosesc:

CH 0 BNC Conector: Intrarea pentru canalul 0 al osciloscopului;

CH 1 BNC Conector: Intrarea pentru canalul 1 al osciloscopului.

Conectorul Trigger/FGEN se foloșeste pentru o ieșire opțională din generatorul de funcții sau pentru o intrare cu declanșare digitală.

Controlul manual pentru alimentare variabilă

Prin controlul manual se permite reglarea tensiunii pentru două surse de alimentare variabile:

Sursa “+” care poate furniza tensiune de la 0 la +12 V;

Sursa “-” care poate furniza tensiune de la 0 la -12 V;

Sursele variabile sunt active doar atunci când sursa de alimentare este asociată modului control manual.

LED-ul se aprinde in dreptul fiecarui buton doar atunci când modul de alimentare manual este activ.

Generatorul de funcții cu control manual

Aceste butoane permit utilizatorului să regleze manual frecvența și amplitudinea pentru ieșirea sub formă de undă de la generatorul de funcții.

LED-ul se aprinde atunci când generatorul de funcții este în modul manual.

Placa de prototipare a platformei NI ELVIS II

Această placă dispune de o zonă unde se pot realiza circuite și are nevoie de conexiuni pentru semnalele de acces de la diferitele aplicații.

Componentele plăci de prototipare a platformei NI ELVIS II

Figura 3.2 Identificare componente conținute de placa de prototipare a platformei NI LEVIS II

Zonă pentru machete

Aceasta este zona de lucru unde sunt construite cele mai multe circuite. În Figura 3.3 este prezentat modul în care sunt conectate terminalele zonei de lucru.

Conexiunile orizontale etichetate cu “+” și “-” colorate în roșu și albastru sunt denumite BUS-uri și de obicei sunt folosite pentru alimentarea cu curent continuu și împământare.

Contactele verticale sunt folosite pentru construirea efectivă a circuitelor.

Intrările analogice (AI) și interfața funcțiilor programabile (PFI)

Există 8 canale de intrare analogice etichetate intrările pozitive și negative de la 0 la 7. Conectarea unui semnal pentru măsurat se face prin terminalele de intrare pozitiv si negativ care sunt în mare parte utilizate ca intrări pentru osciloscop.

Funcțiile programabile Intrare/Ieșire(I/O) sunt linii etichetate 0, 1, 2, 5, 6, 7, 10 și 11 care sunt folosite pentru semnale de intrare/ ieșire sau cronometrare digitală.

“AI SENSE” și „AI GND” sunt terminale utilizate pentru cazul în care semnalul conectat pentru a fi măsurat are un potențial de masă diferit de platformă.

Multimetrul digital (DMM)/ analizatorul de impedanță

Multimetrul digital /Analizatorul de impedanță (INTRARE)

Terminalul de excitație „BASE” este folosit ca bază prin analizatorul de tensiune/curent în 3 fire pentru un tranzistor bipolar cu joncțiune.

Terminalul “DUT +” este folosit pentru măsurători de excitație pentru capacitanță și inductanță prin analizatorul de impedanță în 2 fire și terminalul colector tensiune/curent pentru un tranzistor bipolar cu joncțiune în 3 fire.

Terminalul „DUT –„ folosit ca împământare virtuală pentru măsurători de capacitanță și inductanță prin analizatorul de impedanță în 2 fire și terminalul colector tensiune/curent pentru un tranzistor bipolar cu joncțiune în 3 fire.

Ieșire analogică (AO)

Există două canale de ieșire analogică etichetate AO 0 și AO 1 cu terminale pozitive și negative. Aceste terminale sunt utilizate ca ieșiri pentru generatorul de undă arbitrară.

Intrări/ Ieșiri configurate de utilizator

Terminalele etichetate cu “Banana A – D” se conectează la mufele Jack banana, etichetate de asemenea cu A, B, C, D.

Terminalele BNC 1 și BNC 2 sunt conectați la liniile pozitive sau negative de la centrul de conectori BNC 1, 2.

Terminalele Screw Terminal 1 și 2 se conectează la bornele cu șurub.

Generatorul de funții (FGEN)

Terminalul FGEN este folosit pentru ieșirea din generatorul de funcții.

Terminalul SYNC este folosit pentru semnale de 5V TTL sincronizat cu semnalul FGEN. Acest semnal este cel mai utilizat ca semnal de declanșare pentru osciloscop.

Terminalul AM este folosit pentru intrare analogică și este utilizată pentru a modula amplitudinea semnalului FGEN.

Terminalul FM folosit pentru intrare analogă privind modularea frecvenței semnalului FGEN.

Surse de alimentare

Sursele de alimentare pentru curentul alternativ sunt folosite pentru ieșiri.

Terminalul „SUPPLY+” este folosit pentru alimentarea cu tensiune alternativă pozitivă cu valori între 0 și +12 V.

Terminalul „GROUND” este folosit pentru împământare.

Terminalul „SUPPLY-” este folosit pentru alimentarea alternativa negativă cu valorile între 0 și -12 V.

Pentru sursele de alimentare în curentul continuu folosim :

Terminalul de alimentare +15 V

Terminalul de alimentare -15 V;

Terminalul pentru împământare;

Terminalul de alimentare + 5 V.

Terminale configurabile de utilizator prin conectori BNC și mufele Jack Banana

Prin mufele Jack Banana etichetate de la BANANA A la D sunt conectate terminalele de semnal BANANA A-D de pe placa de prototipare.

Prin conectorii BNC 1 și 2 sunt conectate terminalele de semnal pozitiv sau negativ BNC 1- 2 .

Prin bornele cu șurub “Screw Terminal” 1 și 2 se conectează la terminalele de semnal SCREW TERMINAL 1 și 2

Indicatori de alimentare CC

Unul dintre indicatorii de alimentare ± 15V și +5 V este aprins în funcție de sursa de alimentare cu care alimentăm placa de prototipare.

În cazul în care acești indicatori nu sunt aprinși, atunci există un posibil scurt circuit. Se întrerupe alimentarea plăcii de prototipare și se verifică conexiunile existente.

Acționarea comutatorului de alimentare de pe placă în poziția pornit/oprit ar trebui să reseteze limitatoarele de curent.

Terminale digitale de intrare/ieșire

Terminale digitale de intrare/ieșire etichetate de la DIO 0 la DIO 23 și sunt folosite pentru a citi sau scrie date digitale 0 sau 5V.

Aceste linii sunt programate pentru a fi intrări sau ieșiri, folosind panouri frontale soft (SFP).

LED-uri configurate de utlizator

LED-uri configurate de utilizator se folosesc pentru ieșire și acționează ca afișaje pentru semnalele digitale (de exemplu 0 sau 5V).

Surse de energie CC intrare/ieșire, contor/timer configurate de utilizator

Contor / timer pentru intrare / ieșire configurate de utilizator pentru:

PFI8/CTRO_SOURCE: Contor 0 sursă ;

PFI9/CTRO_GATE: Contor 0 poartă ;

PFI12/CTRO_OUT: Contor 0 ieșire ;

PFI3/CTR1_SOURCE: Contor 1 sursă ;

PFI4/CTR1_GATE: Contor 1 poartă ;

PFI13/CTR1_OUT: Contor 1 ieșire ;

PFI14/FREQ_OUT: Frecvență ieșire

Terminalele etichetate de la LED 0 la LED 7 se folosesc ca intrare pentru LED-uri configurate de către utilizator .

Terminalele etichetate de la DSUB PIN 1 până la DSUB PIN 9 și DSUB SHIELD se folosesc ca terminale de intrare pentru mufa DSUB

Sursă de energie CC se folosește pentru ieșirea la împământare și alimentare cu tensiune +5 V.

Conector DSUB configurabil de utilizator

Connectorul este folosit pentru intrare / ieșire si face comunicarea cu terminalele de semnal etichetate de la DSUB PIN 1până la DSUB PIN 9 și DSUB SHIELD.

Figura 3.3 Conectarea terminalelor plăcii de prototipare

Toții pinii de pe fiecare din aceste coloane sunt conectați împreună. Astfel încât utilizatorul poate folosi "+" pentru sursa de alimentare CC și "-" pentru împământare.

Dispozitivele software ale platformei de lucru NI ELVIS II

În acest capitol avem o privire de ansamblu asupra dispozitivelor prezente în stația de lucru NI ELVIS II. Aceste dispozitive pot fi controlate prin software pentru a include panoul frontal soft (SFP) în instrumente, Lab VIEW Express VI, și blocuri SignalExpress. În sensul departamentul ECE, utilizarea NI ELVIS II, seria cu instrumente SFP vor fi discutate în exclusivitate. O NI ELVISmx SFP, cum sugerează și numele, este versiunea de software de pe panoul frontal de un dispozitiv NI ELVIS.

NI ELVISmx Instrument Launcher

NI ELVIS Instrument launcher oferă acces la instrumentele NI ELVISmx SFP. Lansați Launcher Instrument prin navigarea la Start >> All Programs >> National Instruments >> NI ELVISmx >> NI ELVISmx Instrument Launcher. Aceasta deschide o bara cu instrumente disponibile așa cum arată figura 3. Pentru a lansa un instrument, faceți clic pe butonul corespunzător instrumentul dorit. Înainte de a deschide un SFP, stația de lucru ar trebui să fie alimentată si LED-ul READY USB aprins, altfel se produce o eroare. Dacă apare eroarea menționată, se inchide SFP-ul, verificați conexiunile gazdă PC, și se deschide din nou SFP-ul.

Figura 3

DMM (Multimetru Digital)

Acest instrument frecvent utilizat pentru măsurarea tensiunii (curent continuu și curent alternativ), curent (curent continuu și curent alternativ), rezistență, capacitate, inductanță. În plus, este folosit pentru teste de diode și teste de continuitate sonore. DMM SFP este prezentat în figura 5.

Rândul de sus a nouă butoane denotă diferitele moduri de DMM, și anume de la stânga la dreapta: de măsurare de tensiune DC, de măsurare de tensiune AC, de măsurare curent DC, măsurare curent AC, de măsurare rezistență, de măsurare capacitoare, de măsurare inductanță, continuitate diode și continuitate sonor. O explicație a controalelor etichetate este după cum urmează.

Afișaj : acest lucru este atunci când este afișată măsurarea curent. "% FS" bara prezintă procentul din gama de curent care este utilizat. Cu cât mai mare procentul, mai exact rezultatul.

Moduri: aceste rânduri de butoane sunt utilizate pentru a selecta operația pe care utilizatorul ar dori ca multimetru digital să o efectueze.

Conexiuni: arată unde să se conecteze semnalul sau dispozitivul de măsurat.

Mod de achizitie: această selecție determină dacă utilizatorul dorește ca multimetrul digital să măsoare pe termen nelimitat (continuu) sau doar a lua o măsură și să se oprească.

Ajutor: butonul aduce ajutorul implicit din program și ajutorul online pentru instrumentul de pe panoul frontal soft.

Run / Stop: aceste butoane sunt utilizate pentru a porni o achiziție de date (Run) și pentru a opri o achiziție de date (Stop).

Null offset: este o comandă importantă a SFP. Să spunem că utilizatorul măsoară valori de magnitudine mici și "nul" valoarea (valoare cu nimic conectat) este suficient de substanțial pentru a afecta citirile de date. Făcând clic pe butonul nul de offset de la "null", toate măsurătorile ulterioare sunt efectuate în raport cu măsurarea atunci când butonul a fost apăsat, care va îmbunătăți precizia de măsurare. Nu este recomandabil pentru a compensa null pentru măsurători de tensiune AC.

Modul: selectează între "Auto" și "Manual", variind instrumentului. Este recomandat să utilizați "Auto" (Implicit). În cazul în care "Manual" este selectat, apoi meniul Range este activat și diferite intervale pot fi selectate.

Figura DMM SFP

1) DC și AC măsurători de tensiune

Aceste moduri sunt selectate atunci când utilizatorul necesită măsurători de timp invariant (CC) de tensiune și respectiv de timp în curent variabil (AC). Măsurătorile se fac în termeni de tensiune DC (VDC) și RMS tensiune (VAC), respectiv. Conexiunile de semnal pentru ambele moduri sunt aceleași. Capătul pozitiv este conectat la tensiunea de roșu, rezistență, iar dioda banane mufa . Sfârșitul negativă este conectată la negru comun mufa banana (COM).

2) DC și AC măsurători de curent

Aceste moduri sunt selectate atunci când utilizatorul necesită măsurători de timp invariant de curent și respectiv în timp variabil de curent. Măsurătorile se fac în termeni de amperi DC respectiv (IDC) și amperi RMS (IAC). Conexiunile de semnal pentru ambele moduri sunt aceleași. Capătul pozitiv este conectat la roșu mufa banana curent (A). Partea negativă este conectată la negru comun mufa banana (COM).

3) Măsurarea rezistenței

Acest mod este utilizat când utilizatorul necesită rezistența unui dispozitiv testat. Măsurătorile se fac în termeni de ohmi (Q). Conexiunile dispozitivului sunt aceeași cu cea a măsurătorilor de tensiune continuă și alternativă.

4) Capacitatea și Inductnață măsurare

Acest mod este selectat atunci când utilizatorul dorește să măsoare capacitatea și inductanța unui dispozitiv. Măsurătorile se fac în termeni de Farazi (F) și Henry (H). Capătul pozitiv al dispozitivului de testat ar trebui să fie conectat la PIN "DUT +" de pe placa de prototipuri. Capătul negativ al dispozitivului de testat ar trebui să fie conectat la PIN "DUT-", pe bord de prototipuri.

5) Diode

Acest mod este selectat atunci când utilizatorul dorește să determine bornele unei diode (de exemplu, dacă dispozitivul este normal-polarizată sau invers-polarizată). Multimetru indică atunci când dispozitivul testat este deschis sau închis. Conexiunile dispozitivului sunt aceeași cu cea a măsurării tensiunii de curent continuu și curent alternativ.

6) Continuitatea

Acest mod este selectat atunci când utilizatorul dorește să determine dacă două noduri (sau prize PIN) sunt la același potențial (sau legate împreună). Dacă nodurile menționate sunt conectate împreună, un semnal sonor este dat și în plus pe display apare "închis". În caz contrar, nu există nici un semnal sonor iar pe display apare "Open".

Osciloscopul

Osciloscopul este un dispozitiv care afișează tensiunii de semnal ca un grafic bidimensional de diferențe de potențial electric (axa verticală) reprezentate grafic ca o funcție de timp (axa orizontală). Deși se pot afișa și (DC) tensiuni-timp invariante, acest dispozitiv este utilizat în mod obișnuit pentru a afișa semnale variabile în timp de tensiune. NI ELVISmx Osciloscopul este format din două canale, canalul 0 sau 1, care se poate conecta automat la până la zece (10) surse. Mai jos este SFP domeniul de aplicare în figura 6, precum și o explicație a celor mai importante comenzi.

1) Domeniul de aplicare Grafic:. Afișează formele de undă specificate în canalul 0 sau 1, precum și cursoarele. Partea de jos a domeniului de aplicare a graficul afișează diverse caracteristici de semnal ("CH 0 masurare." Și "CH1 Dom."). Aceste caracteristici includ rădăcina medie pătrată (RMS), frecvență (Freq) și vârf la vârf amplitudine (Vp-p). Aceste măsurători sunt afișate numai în cazul în care canalul este activat.

2) Setări canal: există două canale osciloscop canal 0 și canal 1, setările canal permit utilizatorului să specifice semnalul sursă care va fi afișat pentru fiecare canal. Alegerile includ domeniul CH 0 și domeniul de aplicare CH 1 canale de intrare BNC sau AI 0…7 rânduri de semnal de intrare. Caseta Enabled, situată mai jos de setările de canal, permite utilizatorului să specifice care canale sunt afișate în graficul si care este domeniul de aplicare.

3) Probe și asocieri: setarea sondă depinde de ce fel de sondă este folosită pentru a măsura tensiunea de semnal. Cele două setări disponibile sunt "1 *" și "10 *". Dacă nu se specifică, utilizați setarea "1 *". În unele cazuri semnalul măsurat este suma tensiunilor care variază în timp și un semnal de curent continuu. Dacă utilizatorul alege să afișeze numai partea de curent alternativ a semnalului apoi setarea de cuplare se poate schimba la "AC". Această setare va afișa doar partea de curent alternativ a semnalului. Setarea "AC" nu este disponibilă pentru semnale măsurate cu canalele de AI .

4) Volts / Div (sensibilitate verticală) și poziție verticală: butonul Volts / Div sau meniu drop-down permite utilizatorului să aleagă axa y (axa de tensiune). Poziția verticală butonului sau intrarea numerică permite utilizatorului să ajusteze punctul zero. Utilizatorul este cel mai probabil de a utiliza acest control, atunci când forma de undă este suma timpului de semnal variabil și un semnal de curent continuu.

5) Trigger: pornește (începe achiziția de date) de la un punct selectat pe un semnal de declanșare, oferind un ecran stabil.

Domeniul de aplicare are trei setări: imediate, în care nu există nici un semnal de declanșare externă și achiziționarea datelor începe imediat; digitale, în care achiziție începe pe marginea crescătoare sau pe marginea descrescătoare (setare Panta) a unui semnal digital extern; Edge, în care achiziția de date începe atunci când un semnal intern sau extern traversează un prag specificat. Pentru setarea Digital, sursa de semnal de declanșare este canalul de intrare BNC TRIG. Pentru setarea Edge, alegerea surselor de semnal sunt Chan 0, Chan 1 sau canalul de intrare BNC TRIG.

6) Log: permite utilizatorului să ia un instantaneu al formei de undă afișat pe graficul domeniului de aplicare și de a salva forma de undă ca un fișier .csv care permite trasarea de forme de undă afișate în alte programe, cum ar fi Matlab sau Excel..

7) timebase (sensibilitate orizontală): meniul Timp / Div și nodul de control permite utilizatorului să aleagă scara pe axa timpului.

8) Afișarea măsurătorilor: permite utilizatorului să selecteze care domeniu de aplicare să fie afișat, acest lucru se poate face din partea de jos a graficului.

9) Setări cursor: permite utilizatorului să afișeze până la două cursoare pe domeniul de aplicare a graficului. Poziția cursorului este afișată în partea de jos a graficului. Cursoarele pot fi mutate orizontal, făcând clic pe cursor și trăgândul de-a lungul axei de timp. Utilizatorul poate de asemenea selecta care dintre cele două canale, Chan 0 și Chan 1 să asociate cu cele două cursoare.

Figura

FGEN(generatorul de funcții)

Generatorul de funcții este un dispozitiv care generează forme de undă variabile în timp.

Generatorul de funcții NI ELVISmx este folosit în general pentru a genera un semnal de tensiune periodic, sub formă de undă sinusoidală, o undă triunghiulară sau un semnal dreptunghiular.

Funcțiile generatorului pot fi obținute prin două căi: canalul de ieșire FGEN BNC sau FGEN pinii de pe placa de prototipare . Mai jos este SFP FGEN în figura 7, precum și o explicație a celor mai importante comenzi.

Figura

1) Frecvență de afișare: afișează frecvența formei de undă de ieșire. Este afișat atunci când generatorul de funcții este oprit, "OFF".

2) Forma de undă: permite utilizatorului să selecteze ce tip de undă să fie generat. Alegerile sunt undă sinusoidală, triunghiulară și pătrată.

3) Caracteristicile formei de undă: caracteristicile formei de undă de ieșire poate fi selectat de către utilizator. Aceste caracteristici includ: frecvența, vârf-la-vârf amplitudinea, DC offset, ciclu de lucru, care este doar activat atunci când unda pătrată este selectată ca tip de undă și modularea tip care controleaza tipul de modulare (amplitudine sau frecvență cu intrările corespunzătoare).

Această componentă variază în timp de undă de ieșire și este simetrică cu o amplitudine de vârf a unei jumătăți din amplitudinea vârf-la-vârf.

4) Setările Sweep: generatorul de funcții NI ELVIS II are capacitatea de a modula automat frecvența pe baza specificată de utilizator în Setări Sweep. Setarea controalelor de sweep include: frecvența de pornire; frecvența la care se oprește; frecvența între fiecare pas frecvență; și intervalul de timp pentru fiecare iterație de frecvență .

5) Modul manual: Generatorul funcție NI ELVIS II permite utilizatorului reglarea manuală a frecvenței de ieșire și a amplitudinii . Acest mod ar trebui să fie utilizat atunci când o mare precizie de un semnal este de dorită sau în cazul în care un DC nedorit de offset se observă în modul automat chiar dacă DC offset este setat la zero.

6) Ruta semnalului: Permite utilizatorului să selecteze de unde să aducă semnalul generat. Alegerile sunt canalul de ieșire FGEN BNC sau FGEN pinii de placa de prototipare.

Sursă variabilă de energie (VPS)

Sursa de alimentare variabilă constă din două canale care furnizează tensiuni de ieșire reglabile de la 0 la +12 V pe canalul de Supply+ și de la 0 la -12 V pe canalul de Supply-.

Aceste doua canale sunt disponibile ca rânduri de semnal de pe placa de prototipare. Tensiunile de ieșire sunt raportate la împământare. Mai jos este ilustrat SFP VPS precum și o explicație a celor mai importante comenzi.

Figura

1) Tensiunea de afișare:. Afișează tensiunea de ieșire din rândurile SUPPLY + și SUPPLY – atunci când semnalul este furnizat de la modul automat .

2) Manual Mode: NI ELVIS II sursa de alimentare variabilă permite utilizatorului reglarea manuală a tensiunii de ieșire din canalele de alimentare. O aprovizionare în mod automat nu este la fel de precisă ca o alimentare în modul manual.

3) Controalele tensiune de ieșire: permit utilizatorului să regleze tensiunile de pe ieșirea Supply + și de pe ieșirea Supply -, în modul automat. Butonul RESET permite utilizatorului restabilirea tensiunii de alimentare la zero.

4) Setările Sweep: generatorul de funcții NI ELVIS II are capacitatea de a modula automat valoarea tensiunii pe baza specificată de utilizator în Setări Sweep. Setarea controalelor de sweep includ: tipul de alimenatre; tensiunea de pornire; tensiunea la care se oprește; tensiunea între fiecare pas.

Analizator dinamic de semnal (DSA)

Analizorul dinamic de semnal este un instrument efectuează un domeniu de frecvență de transformare a unui semnal. NI ELVISmx analizator dinamic de semnal constă într-un singur canal care se poate conecta automat la până la zece surse. Se pot face măsurători continuu sau se pot face scanări de semnal. Mai jos este SFP DSA în Figura 10, precum și o explicație a celor mai importante comenzi.

Figura

1) Afișaj domeniu de frecvență: afișează reprezentarea domeniului de frecvență a semnalului de intrare cu un grafic de magnitudine față de frecvență. De asemenea, afișată este frecvența fundamentală detectată (în Hz), pe baza unei analize complet armonică. Puterea fundamental de frecvență este o estimare a puterii de vârf a frecvenței fundamentale pe o perioadă de trei linii de frecvență. Meniul modului vertical specifică dacă pentru a afișa spectrul de putere sau densitatea spectrală de putere a semnalului de intrare. THD (%) afișează distorsiunea măsurată în procente în raport cu puterea fundamentală. SINAD (dB) afișează semnal de zgomot măsurat și distorsiunile (SINAD).

2) Afișaj de timp de domeniu: afișează semnalul de intrare în domeniul de timp. VPK (V) afișează diferența între nivelul minim de tensiune a semnalului de intrare și nivelul maxim măsurat.

3) Setări de intrare: permite utilizatorului să specifice sursa și gama de tensiune așteptată la semnalul de intrare. Sursele canal de intrare sunt CH 0… 1 și AI 0 … 7.

4) Setări FFT și media: specifică setările pentru transformata Fourier rapidă și o medie. Opțiunile sunt intervale de frecvență care specifică domeniului de măsurare care începe de la DC și se extinde la valoarea selectată;

Rezoluția care specifică lungimea de înregistrare în domeniul de timp și numărul de probe care urmează să fie achiziționate; Alegerile sunt Vector, RMS si Peak-Hold; Ponderare care specifică modul de ponderare pentru RMS și Vector.

5) Afișarea frecvenței și setările de scară: specifică afișajul și setările de scară pentru domeniul de frecvență. Opțiunile specifică unitățile de scară a magnitudinii în domeniul frecvenței; Butonul Mode specifică modul de afișare pentru o scară de magnitudini a domeniul de frecvență și a puterii fundamentale; Butonul averaging specifică dacă procesul de mediere selectat ar trebui să fie repornit;

6) Setări cursor: acest set de controale oferă utilizatorului opțiunea de măsurare (Cursor On) pe domeniul de frecvență afișată în timp și controlul precis al unui cursor selectat (Cursor Select) prin intermediul butoanelor din stânga și dreapta.

Generator de undă arbitrară(ARB)

Generatorul de undă arbitrară permite utilizatorului creare mai multor tipuri de tensiuni de semnal utilizând software-ul Waveform Editor iar semnalele de ieșire create prin intermediul canalelor de ieșire analogice AO <0 … 1> . Prezența celor două canale de ieșire permite producerea simultană a două forme de undă. . Mai jos este prezentat SFP ARB în figura 11.

Figura

1) Afișarea formelor de undă: afișează semnalul creat încărcat de la Editor forme de undă. În meniul de afișare utilizatorului i se permite să aleagă între un domeniu de timp sau frecvență de reprezentare a semnalului creat. Rata de actualizare afișează rata reală de actualizare hardware. Dacă nu există nici o generare prezentă pe fiecare canal, ecranul oferă un mesaj OPRIT.

2) Setări de forme de undă: permite utilizatorului să specifice setările pentru formele de undă de ieșire. Utilizatorul poate activa Canale AO 0 sau 1 (folosind caseta Activat). Atunci când o formă de undă este încărcată numele fișierului este afișat sub formă de undă altfel <empty> este mesajul afișat in locul formei de undă. Utilizatorul poate specifica calea de undă încărcată folosind pictograma fișierului. Gain specifică un factor de scalare a formei de undă încărcată.

3) Forma de unda Editor: Lansează Waveform Editor

4) Mod Generation: specifică modul de generare de semnal, rulează în mod continuu pentru a genera un semnal continuu sau rula o singură dată pentru a genera un semnal unic(one-shot).

5) Calendarul și Declanșarea Setări:. Permite utilizatorului să specifice setările pentru numărul de probe generate pe secundă (Rata de actualizare) și sursa de declanșare.

Cititor digital (DigIn)

NI ELVISmx II Reader Digital SFP permite utilizatorului să citească date digitale de la opt linii consecutive, la un moment dat. Acest instrument este un software de formă (virtuală) a LED-urilor configurabile de utilizator. Cele opt linii consecutive ar putea fi fie DIO 0 … 7, DIO 8 … 15, sau DIO 16 … 23 rânduri de semnal .

Figura

1) Fereastra de afișare: afișează valoarea curentă citită de la liniile de DIO (Line states) precum și reprezentarea numerică a acestora . Această reprezentare poate fi schimbată prin selectorul Radix. Setul de 8 linii consecutive de citire pot fi specificate de utilizator.

2) Setări de configurare: Specifică setul de 8 linii DIO consecutive prin care datele sunt citite.

3) Mod de achizitie:. Specifică modul de rulare și anume în mod continuu pentru a citi continuu semnalele digitale și o singură dată pentru achiziția unui singur semnal.

Scriitor digital (DigOut)

Scriitorul NI ELVISmx II Digital SFP permite utilizatorului să scrie date digitale compatibile TTL specificate la opt linii consecutive. Datele menționate pot fi sub formă de modele create manual sau modele predefinite, cum ar fi de comutare rampă și mersul de 1s. Cele opt linii consecutive ar putea fi fie DIO 0 … 7, DIO 8 … 15, sau DIO 16 … 23 rânduri de semnal.

Ieșirea din Writer Digital rămâne fixată (la ultima valoare creată) până când un alt model de ieșire este realizat, liniile care se utilizează sunt configurate pentru citirea datelor digitale sau puterea este ciclică pe stația de lucru NI ELVIS. Mai jos este SFP DigOut în figura 13, precum și o prezentare a acestuia.

1) Fereastra de afișare: afișează valoarea curentă scrisă pe liniile DIO (State line), precum și reprezentarea numerică .Această reprezentare poate fi modificată prin intermediul unui selector radix.

2) Linii pentru a scrie: Specifică setul de 8 linii DIO consecutive prin care datele sunt citite.

3) Pattern: specifică modelul de ieșire de BUS DIO. Aceste modele sunt: ​​Manual care va permite utilizatorului să comute manual între HI și LO pentru o linie de ieșire prin controlul manual model și modul și rampă alternează 1/0 s și de pas 1 s.

4) Acționare de model Manual: acțiunările manuale de modele sunt dezactivate atunci când o altă setare decât manual model este activată. Aceste acțiuni efectuează o negație logică (Toggle), o rotație logică de un bit (Rotire) sau o schimbare de un bit logic a modelului actual creat de utilizator (Shift). Direcția de rotație logică de un bit sau de un bit trigger logic este specificată de către utilizator (direction).

Figura

Analizator de impedanță

Analizatorul de impedanța este un dispozitiv capabil să măsoare rezistența și reactanța un element cu două fire pasiv la o frecvență dată. Dispozitivul este frecvent folosit ca un ajutor pentru a explica starea de echilibru sinusoidal. Pentru a măsura circuitul de testare cele două fire ale elementului sunt conectate la DUT + și DUT- pe rânduri de semnal ale plăcii de prototipare NI ELVISmx. Mai jos este SFP Imped în Figura 14.

Figura

1) Fereastra de afișare: afișează valorile impedanță a dispozitivului sub-test prin intermediul unui afișaj de magnitudine, fază, impedanță precum și componentele sale (de rezistență și reactanță) într-un grafic și o reprezentare numerică a acestora.

2) Frecvența de măsurare: permite utilizatorului să specifice frecvența utilizată pentru a măsura rezistența și reactanța circuitului testat.

3) Setări ale graficului: permite utilizatorului să specifice setările graficului în ceea ce privește secțiunea vizibilă și dacă sclările în grafic să fie liniare sau logaritmice (Mapping).

Analizator de tensiune pe 2 fire

Analizatorul de tensiune cu două fire este utilizat pentru a efectua teste de parametri de diode sub forma curbelor curent-tensiune. O utilizare comună pentru acest dispozitiv este determinarea tensiunii forward-părtinire și rezistență mică la semnal de apropiere de o diodă de testare. Pentru a măsura circuitul de test, anodul și catodul diodei sunt conectate la DUT + și DUT- rânduri ale plăcii prototipare NI ELVISmx. Un semnal de tensiune este aplicată pe dioda (DUT + și DUT-) ca un stimul și curentul din diodă rezultat este măsurat. Mai jos este SFP 2-Wire în Figura 15.

1) Fereastra de afișare: afișează curentul (în mA) vs tensiune (în V) grafic pentru dispozitiv-sub-test, precum și cursoarele activate de utilizator.

2) Afișaj de măsurare: afișează curent (mA) și de tensiune (V), din punctul de măsurare de curent în timpul ștergerii tensiunii sau mișcarea cursorului.

3) Stergere tensiune: permite utilizatorului setări de tensiune din punct de vedere al tensiunii pentru a începe matura (Start); distanța de tensiune între măsurători în timpul ștergerii de tensiune (Increment) și pentru a opri ștergerea (Mapping).

4) Limite curente: utilizatorul specifică maximul pozitiv și negativ al curentului permis în timpul ștergerii de tensiune.

5) Setări Gain: permite utilizatorului să specifice înaintarea circuitului de măsurare curent intern. Creșterea Gain crește acurateții curbei caracteristice, dar reduce curentul maxim măsurabil și durează mai mult timp pentru a afișa.

6) Setări grafic: permite utilizatorului modificarea scării pe axa X și Y a graficului si daca afișările sunt liniare sau logaritmice.

Figura

Analizator de tensiune pe 3 fire

Analizorul de tensiune cu trei fire este utilizat pentru a efectua teste de parametri de tranzistori, sub formă de curbe caracteristice. Pentru a măsura circuitul de testare baza, colector și emițător de diode sunt conectate la BASE, DUT + și DUT- pe rândurile de semnal ale plăcii de prototipare NI ELVISmx. Un semnal de tensiune este aplicat pe joncțiunea colector-emitor (DUT + și DUT-) și un curent este aplicat discret la bază ca stimul și curentul de colector rezultat este măsurat. Mai jos este SFP 3-Wire în Figura 16.

Figura

1) Fereastra de afișare: afișează curentul de colector (în mA) vs tensiunea colector (în V) și curentul de bază (în UA) în graficul pentru dispozitiv-sub-test, precum și cursoarele activate de utilizator.

2) Afișaj de măsurare: afișează curentul din colector (mA), curent de bază (UA) și tensiunea din colector (V).

3) Transistor Type:. Permite utilizatorului indexarea tipului de tranzistor testat.

4) Iterația curentului de bază: permite utilizatorului să specifice numărul de curbe de bază actuale pentru tranzistor în ceea ce privește valoarea de start a curbelor de curent de bază Ib (Start); distanța dintre fiecare curba curent de bază pentru tranzistorul curba caracteristic (Ib Step); iar numărul de bază pentru a genera curbe de curent (Numărul de curbe).

5) Ștergerea tensiunii colectorului: setările de tensiune șterge din punct de vedere al tensiunii pentru a începe ștergerea (Vc Start); distanța dintre măsurătorile de tensiune în timpul ștergerii de tensiune (Vc Etapa) și pentru a opri ștergerea (Vc Stop) dar și curentul maxim permis de colector pe parcursul ștergerii de tensiune (Ic Limit).

Exerciții realizate cu ajutorul stației de laborator NI ELVIS II

Mediul NI ELVIS II este alcătuit din următoarele componente:

Spațiu de lucru hardware pentru construirea de circuite și interfațare experimente NI ELVIS II, software (creat în software-ul LabVIEW NI), care include următoarele:

Instrumente soft pe panoul frontal (SFP)

LabVIEW interfață programabilă de aplicare (API)

Multisim interfață programabilă de aplicare (API)

Cu API-urile, puteți realiza un control personalizat și accesul la funcțiile stației de lucru NI ELVIS II utilizând programe LabVIEW și programe de simulare scrise în Multisim.

Figura

Câteva aplicații elementare de laborator sunt prezentate mai jos cu ajutorul stației de lucru NI ELVIS II și programelor software LabVIEW și Multisim.

Măsurarea frecvenței caracteristice a unui amplificator operațional

Cel mai bun mod de a studia curba AC este răspunsul caracteristică al unui amplificator operațional cu platforma de laborator NI ELVIS II este graficul Bode. Diagrama Bode este de fapt un grafic de amplificare (dB) și defazaj (grade) în funcție de frecvență. Funcția de transfer pentru amplificatorul operațional este dată de:

Vout = – (Rf/R1) V1

unde Vout este ieșirea AO și V1 este intrarea în AO (amplitudinea de FGEN în circuit). Amplificarea este cantitatea (Rf/R1). Semnul minus întoarce semnalul de ieșire în raport cu semnalul de intrare. Pe un grafic Bode, unul se așteaptă la o linie dreaptă cu o magnitudine de 20 x log (amplificare). Pentru o amplificare de 10 , amplitudinea Bode ar trebui să fie de 20 dB.

1. Din NI ELVISmx Instrument Launcher, am selectat Bode Analyzer (Bode).

2. Am conectat semnalele, de intrare (V1) și de ieșire (Vout), la pinii de intrare analogice după cum urmează:

3) Pe analizorul Bode, am stabilit parametrii de scanare după cum urmează:

Start: 5 (Hz)

Stop: 20000 (Hz)

Pas: 10 (pe perioadă)

4) Am aplicat tensiunea de alimentare la placa de prototipare

5) Am făcut clic pe butonul [Run] și am observat răspunsul circuitului amplificator operațional inversor prezentate in figura.

Câștigul (20 dB), este plat și independent de frecvență până la aproximativ 10.000 Hz, unde începe să se inverseze așa cum se arată în Figura . Acest grafic Bode este tipic pentru un circuit amplificator inversor 741 op. La frecvențe înalte, Răspunsul amplificatorului depinde de circuitul său intern precum și de orice componentă externă cu care face parte dintr-un circuit.

Filtru trece sus

Un punct de frecvență de tăiere joasă fL, pentru un simplu circuit de serie RC este dat de ecuația:

2πfL = 1 / (RC)

– unde fL este măsurată în Hz. Punctul de tăiere la frecvență joasă este cazul în care amplificarea (dB) a scăzut cu -3 dB. Acest (-3 dB) punct apare atunci când impedanța condensatorului este egală cu cea a rezistorului.

1) Am adaugat un condensator C1 de 1 µF legat în serie cu rezistorul de intrare R1 de 1 kΩ, în circuitul amplificator operațional așa cum se arată în figură.

Figura

Ecuația filtru trece-sus are un punct de tăiere frecvență joasă fL, unde anplificarea a scăzut la -3 dB. Cu alte cuvinte, atunci când Xc = R:

2f = 1 / (R1*C1)

Figura

2) Am rulat un grafic Bode folosind parametri de scanare după cum urmează:

Start: 5 (Hz)

Stop: 20000 (Hz)

Pas: 10 (per perioada)

3) Observăm că răspunsul de frecvență joasă este atenuat în timp ce răspunsul de frecvență înaltă este similar cu graficul de bază al unui amplificator operațional testat și rulat cu același grafic Bode.

Figura

4) Utilizând funcția cursorul pentru a gasi punctul de tăiere de frecvență joasă și anume frecvența la care amplitudinea a scăzut cu -3 dB sau schimbarea de fază este de 45 de grade.

Filtru trece jos

O frecvență înaltă în circuitul amplificatorului operațional se datorează unei capacitanțe interne de cip 741 fiind conectat în paralel cu rezistența de feedback Rf. Dacă adăugăm un condensator extern Cf, de asemenea conectat în paralel cu rezistența de feedback Rf, putem reduce punctul de tăiere. Se pare că poți prezice acest nou punct de tăiere de la următoarea ecuație:

2πfU = 1 / (Rf*Cf)

Parcurgem următorii pași pentru a efectua o măsură suplimentară de frecvență pe circuitul amplificatorului operațional:

1) Adăugăm condensatorul de feedback CF, (0,01 µf) legat in paralel cu rezistența de feedback Rf de 100 KΩ.

Figura

2) Am rulat un al treilea grafic Bode folosind aceiași parametri de scanare și am observat că răspunsul de frecvență înaltă este atenuat mult mai mult decât răspunsul amplificatorului operațional de bază.

Figura

Fitru trece banda

Introducem un condensator de intrare și un condensator de feedback în circuitul amplificatorului operațional iar curba de răspuns are atât un punct de tăiere de frecvență joasă fL și un punct de tăiere de frecvență înaltă fU. Gama de frecvență (fU – fL) este numită lățime de bandă. De exemplu, un amplificator stereo bun are o lățime de bandă de cel puțin 20000 Hz.

Figura prezintă circuitul efectiv al unui filtru de bandă simulat si testat pe placa de prototipare NI ELVIS II.

Figura

1. Schema de principiu a circuitului filtru trece bandă

Figura

2. Rulăm graficul Bode folosind aceiași parametri de scanare ca și la celelalte exerciții

Figura

Folosind cursoarele, tragem o linie între punctele de -3 dB. Toate frecvențele, cu o amplitudine mai mare decât această linie sunt conținute în banda de frecvență de trecere.

Cum aceasta masura lățime de bandă de acord cu predicția teoretică (fu – fL)?

Simularea unui sistem antiefractie folosind platforma de laborator NI ELVIS II

Demonstrație in multisim

Simularea unei alarme antiefracție pentru o casă care necesită trei senzori de intrare și un senzor de fereastră este un alt exercițiu pe care il putem indeplini și ințelege cu ajutorul platformei de laborator NI ELVIS II. În cazul în care sistemul de alarmă este activat, alarma se declanșază de îndată ce unul dintre senzorii detectează o ușă deschisă sau o fereastră. Semnalul afișează pe panoul frontal care ușă sau fereastră este deschisă și sună alarma.

În practică acest lucru este un sistem simplu care necesită numai două fire conectate la fiecare ușă sau fereastră de la un sistem central de alarmă. În sistem un design buclă necesită doar un singur fir în cazul în care fiecare comutator (senzor) inchide sau deschide un rezistor. Magnitudinea rezistorului definește care senzor (uși sau ferestre) a fost deschis.

Cu ajutorul programului Multisim am reprezentat circuitul sistemul de alarmă antiefracție inclocuind senzorii cu comutatoare.

Figura

Poziția ON a acestor comutatoare (când contactul comtatorului este inchis) semnalează că ușa sau fereastra este închisă. Facem clic pe butonul comutatorului pentru a închide sau deschide o ușă sau o fereastră.

Design-ul constă dintr-o sursă de alimentare (+5 V), un multimetru digital, cinci rezistențe și patru comutatoare. Cele patru rezistențe R1(1 kΩ), R2(2 kΩ), R3(4 kΩ) și R4(8 kΩ) sunt plasate în locurile ușilor sau ferestrelor cu valoarea rezistorului ca "adresa" a fiecarei usi sau ferestre.

În cele din urmă rezistorul R5 limitează curentul atunci când toate comuntatoarele(ușile sau ferestrele) sunt închise. Valoarea rezistorului este egal cu jumătate din valoarea tuturor valorilor rezistoarelor adăugate în serie (7,5 kΩ).

Pentru a vizualiza funcționarea circuitului facem clic pe Run și deschidem cu ajutorul tastelor A,B,C,D pe rând cate un contact.

Observăm că fiecare comutator atunci când este deschis generează o tensiune unică care atunci când sunt citite de voltmetru dezvăluie adresa ușii sau ferestrei care este deschisă așa cum este prezentat in tabel si figuri.

După simularea în Multisim a circuitului antiefracție am luat stația de lucru NI ELVIS II și cu ajutorul plăcii de prototipare am realizat versiunea practică a simulării sistemului antiefracție care este ilustrat în figura.

Figura

Demonstrație în LabVIEW

LabVIEW este un puternic limbaj de programare pe care îl putem folosi pentru mai multe sarcini inclusiv măsurarea și controlul circuitelor construite pe placa de prototipare NI ELVIS II. Cu o modificare la circuitul de mai sus se pot proiecta nivelurile de tensiune de alarmă la un program de LabVIEW.

Conectați tensiunea + PIN-ul (fir portocaliu) la AI 0 + și GND pentru a AI 0 -. Am lăsat DMM [V] conectat dacă pentru a monitoriza tensiunea senzorului. Multimetru digital utilizează un card de achiziție de date diferit de NI ELVIS II intrări analogice.

d

Figura

Pentru a rula programul facem clic pe Executare. Dacă NI ELVIS II este conectat și pornit acțiunile pe placa de prototipare sunt semnalate pe panoul frontal LabVIEW. Fiecare comutator este reprezentat in program ca o fereastră sau ușă. Când este deschis un port de intrare apare negru. Orice ușă deschisă sau fereastră declansează alarma. Pentru a termina rularea programului faceți clic pe comutatorul neactivat.

Figura

DAQ Assistant este programat pentru a citi 100 valori consecutive de tensiune la o rată de 1000 S. Cu ajutorul clusterului de date selectăm gama de tensiuni. mean.vi calculează valoarea medie a acestui set de semnale și le trimite la scara de declanșare de tensiune. Ori de câte ori nivelul de tensiune se încadrează între două valori limită, condiția corespunzătoare este semnalizată pe panoul frontal. Valorile limită sunt alese cam la jumătatea distanței între două niveluri de declanșare vecine. Funcția de SAU sau declanseaza alarma în cazul în care este deschisă o ușă sau o fereastră.

Acest design detectează numai prima apariție a unei ferestre deschise sau uși. Dacă adăugăm mai multe trepte la scara de limitare putem detecta mai multe deschideri și închideri.

Concluzii

Bibliografie:

www.ni.com

http://romania.ni.com

http://www.ni.com/pdf/manuals/374629c.pdf

www.etc.utt.ro.

http://agacsadi.webhost.uoradea.ro/A_SAD_Gacsadi_Tiponut.pdf

http://www.energ.pub.ro/fisiere/master/Subiecte%202012/Carti/Metodologia%20de%20achizitie%20si%20prelucrare%20date.pdf

http://www.analog.com/designtools/en/filterwizard/#/type

http://en.wikipedia.org/wiki