Đo Lường Và Điều Khiển Bằng Máy Tính Nghiên cứu card USB6008 và lập trình Labview

Người sử dụng có thể dùng NI-DAQmx để triển khai tùy ý các ứng dụng thu thập dữ liệu với môi trường triển khai National Instruments LabVIEW hoặc C.. NI-DAQmx Base bao gồm một ứng dụng bộ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

- -Đo Lường Và Điều Khiển Bằng Máy Tính

Đề tài : Nghiên cứu card USB-6008 và lập trình Labview.

GVHD : Huỳnh Minh Ngọc.

BÀI TIỂU LUẬN

Tp.HCM, tháng 10 năm 2012

Nhóm Sinh Viên:

Mục Lục:

Chương I: Tìm hiểu về Card USB-6008.

1.Giới thiệu tổng quát

2.Mô tả

a) Mô tả phần mềm

b) Mô tả phần cứng

Chương II: Sử dụng card USB 6008 bằng LabView.

1.Tìm hiểu chung về Labview.

a) Giới thiệu

b) Ứng dụng của Labview

2 Sử dụng card USB 6008 bằng LabView.

a) Kết nối card USB 6008

b) Viết chương trình chạy USB 6008 bằng Labview

CHƯƠNG I: Tìm hiểu về Card USB-6008

1.Giới thiệu tổng quát:

Hình 1: Card NI USB 6008

• Bộ đếm 32 bit

• Kết nốivới cổng USB của máy tính để bàn ( Destop) hoặc Laptop

• Đọc 8 kênh analog vào card ( độ phân giải 14 bit, 48kS/s )

• Xuất 2 analog ( 12 bit, 150kS/s)

• 12 kênh xuất/nhập tín hiệu số ( digital I/O)

Visual Studio.Net Tương thích với NI-DAQmx driver software và NI Labview Signal Express software

2.Mô tả:

a) Mô tả phần mềm:

Thiết bị thu thập dữ liệu đa chức năng National Instruments USB-6008 cung cấp khả năng thu thập dữ liệu tin cậy với giá thành thấp Với kiểu kết nối USB, thiết

bị này đủ đơn giản để thực hiện đo lường nhanh, nhưng cũng đủ linh hoạt để thực hiện các ứng dụng đo lường phức tạp

Khi cần đo tín hiệu analog như tín hiệu điện áp của bất kỳ cảm biến nào Ví dụ: cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ ẩm, áp suất,… NI 6008 cho phép thực hiện nhu cầu trên với các tính năng và ưu điểm sau:

 Thực hiện việc giao tiếp với máy vi tính thông qua cổng USB với thời gian lấy mẫu nhanh, độ chính xác cao

 Truy xuất dữ liệu, phân tích, hiển thị, thu thập dữ liệu bằng ngôn ngữ Labview

 Thực hiện thí nghiệm trong trường học, công ty, gia đình

 Chạy trên hệ điều hành Windows, Linux, Mac

NI USB-6008 sử dụng NI-DAQmx Base, một driver đa nền tảng với một giao diện lập trình NI-DAQmx Người sử dụng có thể dùng NI-DAQmx để triển khai tùy

ý các ứng dụng thu thập dữ liệu với môi trường triển khai National Instruments LabVIEW hoặc C NI-DAQmx Base bao gồm một ứng dụng bộ nhập dữ liệu sẵn sàng hoạt động để thu thập và nhập tín hiệu lên đến 8 kênh dữ liệu tương tự

b) Mô tả phần cứng:

USB-6008 có bộ nối di động dạng bắt vít cho phép kết nối tín hiệu dễ dàng Để tăng khả năng linh hoạt khi thao tác thiết lập nhiều dây nối, NI đưa ra phụ kiện bao gồm 2 bộ nối bắt vít, nhãn dán và một dụng cụ vặn

Thêm nữa, USB-6008 Prototyping Accessory cung cấp các ngăn trống cho nhiều mạch điện đến ngõ vào của USB-6008

Tóm tắt thông số kỹ thuật:

Thông số chung

Đọc tín hiệu analog

Xuất tín hiệu analog

Ngưỡng điện áp giới hạn hạn nhất 0…5 V

Các chân xuất/nhập tín hiệu số

Bộ đếm và bộ hẹn (định) giờ

Kích thước card NI 6008

CHƯƠNG II: Sử dụng card USB 6008 bằng LabView 1.Tìm hiểu chung về LabView:

a) Giới thiệu:

LabVIEW (viết tắt của Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) là môi trường ngôn ngữ đồ họa hiệu quả trong việc giao tiếp đa kênh giữa con người, thuật toán và các thiết bị

Gọi LabVIEW là ngôn ngữ đồ họa hiệu quả vì về cách thức lập trình, LabVIEW

khác với các ngôn ngữ C (hay Python, Basic, vv.) ở điểm thay vì sử dụng các từ

vựng (từ khóa) cố định thì LabVIEW sử dụng các khối hình ảnh sinh động và các dây nối để tạo ra các lệnh và các hàm

Cũng chính vì sự khác biệt này mà LabVIEW đã giúp cho việc lập trình trở

nên đơn giản hơn bao giờ hết, đặc biệt, LabVIEW rất phù hợp đối với kỹ sư, nhà

khoa học, hay giảng viên

Chính sự đơn giản, dễ học, dễ nhớ đã giúp cho LabVIEW trở thành một trong

những công cụ phổ biến trong các ứng dụng thu thập dữ liệu từ các cảm biến,phát

triển các thuật toán, và điều khiển thiết bị tại các phòng thí nghiệm trên thế giới

b) Ứng dụng của LabView:

Labview được sử dụng trong các lĩnh vực đo lường, tự động hóa, cơ điện tử, robo, vật lý, toán học, sinh học, vật liệu, ôtô, v.v

Hình - Thu thập dữ liệu tại Cơ quan hàng không và vũ trụ NASA

Labview có thể được sử dụng để xử lý các kiểu dữ liệu như tín hiệu tương tự (analog), tín hiệu số (digital), hình ảnh (vision), âm thanh (audio), v.v

Labview giúp kỹ sư kết nối bất kỳ cảm biến, và bất kỳ cơ cấu chấp hành nào với máy tính

Labview hỗ trợ các giao thức giao tiếp khác nhau như RS232, RS485, TCP / IP, PCI, PXI,v.v Bạn cũng có thể tạo ra các thực thi độc lập và các thư viện chia sẻ (ví

dụ thư viện liên kết động DLL), bởi vì LabVIEW là một trình biên dịch 32-bit LabVIEW đã trở nên phổ biến trong các phòng thí nghiệm của các quốc gia phát triển

2 Sử dụng card USB 6008 bằng LabView:

a) Kết nối card USB 6008:

B1: Kết nối card USB 6008 với máy vi tính.

B2: Kiểm tra và cài Driver cho card.

Để xem nếu thiết bị USB-6008 được kết nối với máy tính, ta khởi động thư viện NI-DAQ Danh sách các thiết bị tiện ích thông qua Start / Programs / National Instruments/NI-DAQmx

Hình cho thấy cửa sổ do đó được mở ra (VISA_USB6008 tên đã được định nghĩa)

 USB 6008 được kết nối với Labview qua thư viện NI Measurements / DAQmx Base

B3: Cấu hình USB-6008:

Dùng NI-DAQmx Base Configuration Utility để điều chỉnh Bạn sử dụng các Task ứng dụng LabVIEW của bạn để tham khảo các hoạt động I/O Mỗi task là tập các định nghĩa thể hiện các khía cạnh khác nhau của tín hiệu đầu vào, hoạt động tín hiệu đầu ra được thực hiện bởi các thiết bị I/O

B4: Sử dụng card USB 6008.

Card USB 6008 được dùng trong Labview từ file USB-600x Interactive Control.llb

b) Viết chương trình chạy USB 6008 bằng Labview.

VD: Hệ thống thông gió tự động nhiệt

Tổng quan hệ thống:

Hệ thống sử dụng hai Semiconductor LM35 cảm biến nhiệt độ nội bộ và cảm nhận nhiệt độ của môi trường bên ngoài Một trong hai cảm biến đã được thu thập trong cùng thời gian Thiết bị USB-6008, bằng cách sử dụng một trong những kết quả đầu ra kỹ thuật số cho các hoạt động nhỏ, các mô hình hệ thống để mô phỏng một hệ thống nhiệt bên trong được tạo ra bên trong hệ thống đã sản xuất Bóng đèn dây tóc 100W để mô phỏng nhiệt đối lưu được tạo ra bởi hệ thống cho các nguồn nhiệt bên trong Trên các cạnh của mô hình cần phải cài đặt một quạt thông gió để loại bỏ nhiệt của hệ thống

Hình 1: Tổng quan về hệ thống thông gió tự động nhiệt

Giao diện người dùng (UI) là hai nhiệt kế, hai hiển thị nhiệt độ, biểu đồ nhiệt

độ, quạt Các thiết lập nhiệt độ cho quạt hoạt động, nhà điều hành cần phải xác định interoperation hệ thống giao diện người dùng cung cấp không Các giao diện người dùng được sử dụng chủ yếu để theo dõi

Hình 2 - Hệ thống thông gió tự động nhiệt LabView UI

Trong một môi trường điển hình, khi bạn chạy chương trình LabVIEW, giao diện người dùng nhiệt kế bar, chữ số rõ ràng, nhiệt độ bên trong và bên ngoài trong biểu đồ nhiệt độ cả hai chương trình Nội bộ nhiệt độ cao hơn nhiệt độ bên ngoài chỉ

số quạt, quạt thông gió trong môi trường này để làm việc công việc là để cho thấy những nỗ lực hệ thống để phù hợp với phát xạ nhiệt của hệ thống nhiệt bên ngoài được áp dụng, nhiệt độ bên trong hơn nhiệt độ lạnh Giao diện người dùng của biểu

đồ nhiệt độ cho thấy rằng nhiệt độ tiếp tục thiết lập giá trị của nhiệt độ bên ngoài giảm

Kết luận:

Hoạt động hiệu quả trong hệ thống thời gian thực và hệ thống thông gió nhiệt, làm mát dựa trên các khái niệm về môi trường tự nhiên bằng cách làm cho hệ thống thông gió nhiệt hiệu quả thời gian thực đã được thử nghiệm với USB-6008 và LabVIEW Môi trường tự nhiên của hệ thống thông gió để xác định nhiệt độ môi trường đến nhiệt độ điểm đặt để đảm bảo rằng bạn có thể duy trì nhiệt độ bên trong nhiệt độ bên trong nhỏ nhất có thể để phù hợp với nhiệt độ bên ngoài để ngăn chặn

và tiết kiệm năng lượng đã có thể

-