Środowisko LabVIEW¶

Cel ćwiczenia¶

Wykorzystanie środowiska LabVIEW do symulacji i graficznej prezentacji zadanych funkcji.

Wymagane wiadomości¶

Podstawy programowania w środowisku LabVIEW. Umiejętność przedstawiania zadanej funkcji w postaci graficznej w układzie \(y=f(x)\) oraz \(y= f(t)\). Zapis wygenerowanych wartości do pliku. Charakterystyka amplitudowa i fazowa układu.

Graficzna prezentacja wyników w układzie XY¶

Środowisko programowania LabVIEW jest narzędziem pozwalającym na konstruowanie urządzeń wirtualnych przeznaczonych do zbierania danych, ich przetwarzania, analizy i wizualizacji oraz sterowania procesami i pomiarami. Urządzenia wirtualne są to takie urządzenia, które umożliwiają oddziaływanie na rzeczywiste urządzenia pomiarowe za pomocą komputera (myszki i klawiatury) natomiast dane pomiarowe udostępniane są użytkownikowi za pomocą monitora lub gromadzone są w plikach. Wykresy typu XY służą prezentacji wyników w postaci zbioru punktów o współrzędnych \((x, y)\), które niekoniecznie musi łączyć zależność funkcyjna. Aby dany punkt został umieszczony w układzie współrzędnych XY potrzebna jest para liczb która go reprezentuje. W środowisku LabVIEW przed umieszczeniem danego punktu na wykresie (XY Graph) konieczne jest połączenie jego współrzędnych w klaster (Bundle). Ponadto konieczne jest stworzenie tablicy w której będą przechowywane współrzędne poszczególnych punktów pomiarowych (Build Array). Jeżeli konieczne jest aby poszczególne punkty pomiarowe pojawiały się sukcesywnie na ekranie po każdym cyklu pomiarowym najlepiej proces przygotowywania danych do wyświetlenia zamknąć w pętlę (For Loop lub While Loop) uzupełnioną o rejestr przesuwny (Shift Register). Przykładowy program pozwalający śledzić wykres funkcji \(y=2x+1\) przedstawiony jest na rys. 1a i 1b Zapis do pliku uzyskanych wartości można wykonać klikając prawym klawiszem myszy po najechaniu na obiekt XY Graph i wybraniu opcji Export.

Rysunek 1a: Przebieg funkcji \(y=2x+1\)

Rysunek 1b: Przebieg funkcji \(y=2x+1\)

Przebieg ćwiczenia¶

Liniowa zmiana napięcia

W pewnym układzie pomiarowym konieczne jest aby napięcie sterujące zmieniało się od \(0V\) do \(10V\) co \(0.1V\) a następnie od \(10V\) do \(0V\) także co \(0.1V\) w odstępach czasowych równych \(0.3\) sekundy. Zbuduj program graficzny generujący ww. funkcję. Na panelu użytkownika (Front Panel) winna znajdować się także informacja o autorze programu oraz nazwa programu związana z wykonywanym punktem ćwiczenia (np. Liniowa zmiana napięcia – Antoni Kowalski)
Charakterystyka amplitudowa oraz fazowa.

Filtr dolnoprzepustowy jest układem przenoszącym małe częstotliwości bez zmian, a powodujący tłumienie i opóźnienie fazy przy większych częstotliwościach. Jego schemat i opis znajduje się na rys. 2. Zbuduj program graficzny pozwalający prześledzić jego charakterystykę amplitudową oraz fazową w zakresie częstotliwości od \(1Hz\) do \(1MHz\). Przyjmij wartości elementów: \(R=1k\Omega\), \(C=100nF\). Na panelu użytkownika (Front Panel) winna znajdować się informacja o autorze podobnie jak w punkcie 1.

Rysunek 2: Filtr dolnoprzepustowy I rzędu

\[K_u(j\omega)=\frac{U_{wy}}{U_{we}}=\frac{1}{1+j\omega R C}\]

\[k_u=\frac{1}{\sqrt{1+\omega^2 R^2 C^2}} \quad \phi=-\mathop{\rm arctg}(\omega R C)\]
Opracowanie wyników

Sprawozdanie winno zawierać:
1. Wykresy wygenerowanych funkcji (zrzut ekranu komputera).
2. Kod napisanego programu wraz z opisem.

Literatura¶

[Tlaczala2010-1]

W. Tłaczała, Środowisko LABVIEW w eksperymencie wspomaganym komputerowo, WNT W-wa 2010,

[Tietze1999-1]

U. Tietze, Ch. Schenk, Układy półprzewodnikowe, WNT W-wa 1999,

[Pioro1996-1]

B. Pióro, Podstawy elektroniki, część I i część II, Warszawa 1996,

Pytania kontrolne¶

Do czego służy funkcja Bundle?
Charakterystyka amplitudowa przedstawia zależność…
Charakterystyka fazowa przedstawia zależność…
Jakie elementy umieszcza się na panelu Front Panel?
Gdzie jest umieszczony kod programu w środowisku LabVIEW?
W pętli For Loop \(N\) jest równe \(100\). Ile zostanie wykonanych iteracji?
Jakim kolorem oznaczona jest linia przesyłowa wartości logicznych?
Dostęp do pomocy kontekstowej uzyskuje się…?
Za pomocą funkcji Formula Node można…?
Podaj różnicę pomiędzy pętlą For Loop a pętlą While Loop.