nghiên cứu carb usb 6008 và lập trình lapview

nghiên cứu carb usb 6008 và lập trình lapview

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ  Tiểu luận môn: Đo lường và điều khiển máy tính GVHD : Th.s Huỳnh Minh Ngọc. SVTH : Huỳnh Văn Điệp 09079241 Trần Trọng Phú Thắng 09078671 Lê Văn Niên 09077801 Tp.HCM, tháng 10 năm 2013 Mục lục: CHƢƠNG I: Tìm hiểu về Card USB-6008 3 1.1 Giới thiệu tổng quát: 3 1.2 Mô tả: 4 1.2.1 Mô tả phần mềm: 4 1.2.2 Mô tả phần cứng: 5 CHƢƠNG II: Sử dụng card USB 6008 bằng LabView 8 2.1.Tìm hiểu chung về LabView: 8 2.1.1 Giới thiệu: 8 2.1.2 Ứng dụng của LabView: 9 2.2. Sử dụng card USB 6008 bằng LabView: 10 2.2.1 Kết nối card USB 6008: 10 2.2.2 Viết chương trình chạy USB 6008 bằng Labview. 13 CHƯƠNG I: Tìm hiểu về Card USB-6008 1.1 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).  Sử dụng phần mềm Labview, LabWindows/CVI, Measurement Studio cho Visual Studio.Net . Tƣơng thích với NI-DAQmx driver software và NI Labview Signal Express software. 1.2 Mô tả: 1.2.1 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 lƣờng nhanh, nhƣng cũng đủ linh hoạt để thực hiện các ứng dụng đo lƣờng phức tạp. Khi cần đo tín hiệu analog nhƣ 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 ƣu 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 trƣờng 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. Ngƣời sử dụng có thể dùng NI-DAQmx để triển khai tùy ý các ứng dụng thu thập dữ liệu với môi trƣờng 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 tƣơng tự. 1.2.2 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 đƣa 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 Chuẩn kết nối USB Hỗ trợ hệ điều hành Windows, Linux, Mac, Pocket PC Kiểu đo Điện áp xung Họ DAQ B Series Đọc tín hiệu analog Số kênh 8 SE/4 DI Tốc độ lấy mẫu 48kS/s Độ phân giải 14 bits Trích mẫu đồng thời Không Ngƣỡng điện áp giới hạn nhất -10 tới 10V Độ chính xác 138 mV Ngƣỡng điện áp nhỏ nhất -1…1 V Độ chính xác 37.5 mV Số giới hạn 8 Bộ nhớ tích hợp 512B Xuất tín hiệu analog Số kênh 2 Tốc độ cập nhật 150 kS/s Độ phân giải 12 bits Ngƣỡng điện áp giới hạn hạn nhất 0…5 V Độ chính xác 7 mV Ngƣỡng điện áp giới hạn nhỏ nhất 0…5 V Độ chính xác 7 mV Tín hiệu điều khiển dòng điện 5 mA/10 mA Các chân xuất/nhập tín hiệu số Số kênh 12 DIO Timing Software Logic Levels TTL Ngƣỡng điện áp vào giới hạn lớn nhất 0…5 V Ngƣỡng điện áp ra giới hạn lớn nhất 0…5 V Dòng điện vào Sinking, Sourcing Bộ lọc vào lập trình đƣợc No Output Current Flow Sinking, Sourcing Dòng điện (Kênh/Tổng) 8.5 mA/102 mA Bộ đếm và bộ hẹn (định) giờ Số bộ đếm/hẹn giờ 1 Độ phân giải 32 bits Tần số nguồn lớn nhất 50 MHz Độ rộng xung vào nhỏ nhất 100 ns Mức logic TTL Ngƣỡng cực đại 0…5V Độ ổn định 50 ppm Cho phép thực hiện nhớ tạm (đệm) Yes Tác động (Triggering) Digital Kích thước card NI 6008 Dài 8.51 cm Rộng 8.18 cm Cao 2.31 cm Đầu nối vào ra Sử dụng tua vit để mở dễ dàng CHƯƠNG II: Sử dụng card USB 6008 bằng LabView 2.1.Tìm hiểu chung về LabView: 2.1.1 Giới thiệu: LabVIEW (viết tắt của Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) là môi trƣờng ngôn ngữ đồ họa hiệu quả trong việc giao tiếp đa kênh giữa con ngƣời, 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 sƣ, 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. 2.1.2 Ứng dụng của LabView: Labview đƣợc sử dụng trong các lĩnh vực đo lƣờng, 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 đƣợc sử dụng để xử lý các kiểu dữ liệu nhƣ tín hiệu tƣơng tự (analog), tín hiệu số (digital), hình ảnh (vision), âm thanh (audio), v.v. Labview giúp kỹ sƣ 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 nhƣ RS232, RS485, TCP / IP, PCI, PXI,v.v. Bạn cũng có thể tạo ra các thực thi độc lập và các thƣ viện chia sẻ (ví dụ thƣ 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. 2.2. Sử dụng card USB 6008 bằng LabView: 2.2.1 Kết nối card USB 6008: Bước 1: Kết nối card USB 6008 với máy vi tính. [...]... hiệu đầu vào, hoạt động tín hiệu đầu ra đƣợc thực hiện bởi các thiết bị I/O Bước 4: Sử dụng card USB 6008 Card USB 6008 đƣợc dùng trong Labview từ file USB- 600x Interactive Control.llb 2.2.2 Viết chương trình chạy USB 6008 bằng Labview Thí nghiệm 1 : Thiết kế bộ điều khiển ON-OFF điều khiển bật tắt Led thông qua Card NI6008 chu kì 20ms Kết nối phần cứng theo sơ đồ sau: Tiến hành kết nối Card NI6008 với...Bước 2: Kiểm tra và cài Driver cho card Để xem nếu thiết bị USB- 6008 đƣợc kết nối với máy tính, ta khởi động thƣ 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 đƣợc mở ra (VISA _USB6 008 tên đã đƣợc định nghĩa)  USB 6008 đƣợc kết nối với Labview qua thƣ viện NI Measurements / DAQmx Base Bước 3: Cấu hình USB- 6008: Dùng NI-DAQmx... trên, ví dụ 2010 thì tìm là 2010PIDFuzzy bạn sẽ rút ngắn được quá trình tìm kiếm Bước 2: Add 2 DAQ tương ứng với ngõ vào và ngõ ra trên sơ đồ kết nối Chú ý:  Với ngõ ra: chúng ta thiết lập điện áp từ 0 đến 5V  Với ngõ vào cần chú ý thuộc tính Terminal Configuration Cần phải chọn là RSE Vì chúng ta kết nối ngõ vào input theo kiểu AI.0 và GND Bước 3: Add bộ điều khiển PID Khi đã cài đặt xong Toolkit... PID => PID.vi để tiến hành add Bước 4: Từ khối PID, từ mỗi ngõ vào của khối Right Click => Create => Control để có được các khối thiết lập giá trị cho khối PID như sau: Bước 5: Kết nối với các DAQ chúng được chương trình sau: Bước 6: Chạy chương trình đã thực hiện: Bước 7: Trong quá trình chạy từ đồ thị hiệu chỉnh thông số điều khiển PID và thời gian lấy mẫu theo các hướng sau: Thời gian Sai số XL Độ... kết quả vẫn là True cho ngõ vào cấu trúc case nhờ vòng hồi tiếp Và tương tự khi stop được nhấn thì sự duy trì trạng thái Stop vẫn tiếp tục Bước 5: Kết nối với các DAQ: Ở những bài trước chúng ta đã làm quen với việc điều khiển từ ngoại vi, như vậy thì cách kết nối và chuyển đổi dữ liệu cũng tương tự của bài hôm nay cũng tương tự như vậy Bước 6: Chạy chương trình Phân tích và giải thích kết quả thí nghiệm:... Case sẽ được thiết lập và duy trì nên một sóng vuông với biên độ là 0V sẽ cấp cho LED tức chúng sẽ off cho tới khi nhấn Start trở lại Thí Nghiệm 2: Sử Dụng bộ điều khiển PID trong thư viện LabVIEW để thực hiện mô hình vòng kín với Card NI sau: Bộ Điều Khiển ∑ Đối Tượng PID Với đối tượng giả lập là Card NI sử dụng ngõ ra để phát tín hiệu điều khiển u và đồng thời Card NI cũng sử dụng ngõ vào như một cảm... khác, để tránh khi đưa vi này vào một vòng lặp của một chương trình khác làm cho chương trình thực thi vi này mãi không thoát ra được chương trình chính chúng ta tao điều kiện sao cho chúng chỉ chạy 1 lần bằng cách tạo so sanh i với 1 khi i = 1 thì Stop vòng lặp hoặc có thể dùng vòng lặp For với N=1 Bước 3: Tao các number control để nhập các thông số của bộ điều khiển PID và indicator để hiển thị Output:... NI6008 với PC thông qua cổng USB Khởi động LabVIEW Bước 1:Tạo vòng lặp While Loop Bước 2: Add các DAQ I/O cho chương trình như sau với địa chỉ cho các I/O như trên sơ đồ kết nối Phần này chúng ta làm tương tự như những bài thí nghiệm trước nhưng chúng ta cần chú ý các đặc điểm sau:  Địa chỉ của khối phải tương ứng với ngoại vị Ví dụ nút Start cần phải thiết lập đúng địa chỉ và sau này sử dụng các khối... 8:Mở một VI mới làm tương tự như Thí Nghiệm 2:  Front Panel:  Block Diagram: Như vậy chúng ta đã thực hiện song chương trình Bây giờ có thể bắt đầu thực hiện chương trình Dùng những thông số của bộ PID đã hiệu chỉnh trong thí nghiệm 2 nhập vào Fronnt Panel, Sau đó chạy chương trình: ... demand) là vì chúng ta sử dụng nút nhấn để tránh trường hợp bị dội chúng ta chỉ cần lấy mẫu đúng 1 lần duy nhất Và Digital Line Input Setup chúng ta chọn InvertLine (tức là thuộc tính đảo) vì nút nhấn chúng ta khi nhấn thì tín hiệu là 0 khi thả thì tín hiệu là 1 nên nếu chúng ta muốn sau này lập trình thuận tiện hơn nghĩa là khi nhấn tín hiệu là true thì chúng ta tick chọn thuộc tính này Bước 3: Tạo hàm . Sử dụng card USB 6008 bằng LabView: 10 2.2.1 Kết nối card USB 6008: 10 2.2.2 Viết chương trình chạy USB 6008 bằng Labview. 13 CHƯƠNG I: Tìm hiểu về Card USB- 6008 1.1 Giới. đó đƣợc mở ra. (VISA _USB6 008 tên đã đƣợc định nghĩa)  USB 6008 đƣợc kết nối với Labview qua thƣ viện NI Measurements / DAQmx Base. Bước 3: Cấu hình USB- 6008: Dùng NI-DAQmx. nhau của tín hiệu đầu vào, hoạt động tín hiệu đầu ra đƣợc thực hiện bởi các thiết bị I/O. Bước 4: Sử dụng card USB 6008. Card USB 6008 đƣợc dùng trong Labview từ file USB- 600x Interactive