Urządzenie NI myDAQ¶

Cel ćwiczenia¶

Zapoznanie się z właściwościami i programowaniem układu akwizycji danych NI myDAQ. Wykonanie interfejsu do pomiarów stałoprądowych z wykorzystaniem LabVIEW i układu NI myDAQ

Wymagane wiadomości¶

Podstawy programowania w środowisku LabVIEW. Podstawowe prawa i pojęcia elektrotechniki: napięcie, potencjał, natężenie prądu elektrycznego, prawo Ohma, prawa Kirchhoffa. Metody rozwiązywania obwodów elektrycznych. Obsługa i funkcje multimetru cyfrowego.

Urządzenie NI myDAQ¶

NI myDAQ jest kompaktowym urządzeniem przeznaczonym do pomiarów i analizy sygnałów w czasie rzeczywistym. Z urządzeniem tym skojarzone jest kilkanaście programów tzw. wirtualnych instrumentów (Platforma NI ELVIS) pozwalających na jego wykorzystanie między innymi jako multimetru cyfrowego (DMM), generatora funkcyjnego, oscyloskopu. Aplikacje te mogą funkcjonować niezależnie lub też spełniać funkcję podprogramów w środowisku LabVIEW (zakładka: Measurement I/O-NI ELWISmx, rys. 1). Daje to użytkownikowi możliwość tworzenia własnych różnorodnych aplikacji kontrolno-pomiarowych. Urządzenie NI myDAQ zawiera dwa analogowe wejścia i wyjścia o rozdzielczości \(16\) bitów i szybkości próbkowania \(200kS/s\). Pozwala to na próbkowanie sygnałów o częstotliwościach akustycznych. Ponadto myDAQ posiada osiem wejść i wyjść cyfrowych oraz źródła napięć stałych: \(+5 V\), \(+15 V\) oraz \(-15 V\). Multimetr cyfrowy zbudowany na bazie ww. urządzenia pozwala mierzyć napięcia DC i AC do \(60 V\), prąd oraz rezystancję. Dane techniczne oraz opis złącza krawędziowego urządzenia myDAQ podane są w tabeli 1.

Rysunek 1: Zakładka Measurement I/O-NiELVISmx

Tabela 1: Dane techniczne oraz opis złącza krawędziowego urządzenia NI myDAQ.

Rysunek 2: Aplikacja pozwalająca na ciągły pomiar napięcia. Wyniki pomiarów prezentowane są w postaci graficznej.

Na rys. 2 pokazana jest aplikacja pozwalająca na pomiar napięcia w funkcji czasu. Aplikacja ta zbudowana jest w środowisku LabVIEW z wykorzystaniem kontrolki Digital multimeter. Inny sposób budowania dowolnej aplikacji opiera się na kontrolce DAQ assistant (rys. 3).

Rysunek 3: Kontrolki dostępne w zakładce LabVIEW: Mesurement I/O-DAQmx – Data Acquisition.

Po wybraniu tej konrolki i umieszczeniu jej w Block diagramie system poprowadzi użytkownika przez proces konfiguracji urządzenia pomiarowego. W przypadku konieczności przekonfigurowania urządzenia należy kliknąć dwukrotnie prawym klawiszem myszy w ww. kontrolkę a następnie skorygować ustawienia. Proces konfiguracji urządzenia jest aktywny tylko w przypadku gdy myDAQ jest fizycznie połączony z komputerem.

Przebieg ćwiczenia¶

1. Regulowane źródło napięcia stałego

   Zbuduj w oparciu o urządzenie NI myDAQ aplikację pełniącą rolę regulowanego zasilacza napięcia stałego. Panel sterujący ww. urządzenia znajduje się na rys. 4.

   

   Rysunek 4: Panel czołowy regulowanego zasilacza napięcia stałego.

   W aplikacji należy skorzystać z kontrolki DAQ Assistant (2x). Po poprawnym napisaniu aplikacji wspólnie z prowadzącym zajęcia sprawdzić jej działanie uprzednio wykonując połączenia punktów wyjścia zasilacza (kanał AO 0) z wejściem multimetru (kanał AI 0+). Ponieważ wejście multimetru jest wejściem różnicowym konieczne jest wykonanie dodatkowego połączenia pomiędzy punktami „AI 0-” i „AGND”. W programie należy uwzględnić fakt, że po zatrzymaniu aplikacji napięcie wyjściowe zasilacza winno wynosić 0V! Na panelu użytkownika (Front Panel), także winna znajdować się informacja o autorze programu oraz nazwa programu związana z wykonywanym punktem ćwiczenia.

2. Programowalne źródło napięcia stałego

   Zbuduj w oparciu o urządzenie NI myDAQ aplikację pełniącą rolę programowanego źródła napięcia stałego. Panel czołowy programowalnego źródła napięcia stałego znajduje się na rys. 5. Podobnie jak w punkcie pierwszym w aplikacji należy skorzystać z kontrolki DAQ Assistant (2x). Po poprawnym napisaniu aplikacji sprawdzić wspólnie z prowadzącym zajęcia jej działanie uprzednio wykonując połączenia punktów wyjścia źródła napięciowego (kanał AO 0) z wejściem multimetru (kanał AI 0+). Ponieważ wejście multimetru jest wejściem różnicowym konieczne jest wykonanie dodatkowego połączenia pomiędzy punktami „AI 0-” i „AGND”. W programie należy uwzględnić fakt, że po zatrzymaniu aplikacji napięcie wyjściowe źródła winno wynosić :math:`0V`! Podobnie jak w pkt. 1 na panelu sterującym powinna być, także informacja kto jest autorem aplikacji oraz nazwa programu związana z wykonywanym punktem ćwiczenia.

   

   Rysunek 5: Panel sterujący programowalnego źródła napięcia stałego.

3. Opracowanie wyników

   Sprawozdanie winno zawierać:

   1. Zrzut z ekranu komputera paneli sterujących napisanych aplikacji.
   2. Kod napisanych programów wraz z opisem.
   3. Opis praktycznego zastosowania napisanych aplikacji.

Literatura¶

Testy do rozdziału¶

Pytania kontrolne¶

1. Co nazywamy wirtualnym instrumentem?
2. Do czego służy urządzenie NI my DAQ?
3. Jaką maksymalną wartość napięcia można zmierzyć multimetrem z platformy NI ELVISmx?
4. Jaka jest rola kanałów AO 0/AO 1?
5. Co oznacza skrót DMM?
6. Jak oznaczone są wejścia kanałów napięciowych w urządzeniu NI my DAQ?
7. Jaka jest wydajność prądowa wyjścia analogowego interfejsu NI my DAQ?
8. Ile wejść analogowych posiada urządzenie NI my DAQ?
9. Co oznacza skrót AGND?
10. Co należy zrobić aby wejście symetryczne danego układu zamienić w wejście niesymetryczne?