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Lösungen Arbeiten mit myDAQ - Carl-Engler-Schule - Karlsruhe

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Dokumentation Labview und myDAQ
Carl-Engler-Schule Karlsruhe
Technisches Gymnasium
Übungsaufgaben Labview Datenein- und Ausgabe mit myDAQ
1
Einfache Messungen mit NI myDAQ
1.1
Spannung am DMM-Eingang messen, digital und analog anzeigen
Die zwischen den 4mm-Buchsen
Hi (V) und COM anliegende Spannung im
Bereich zwischen -10V und +10V wird
angezeigt.
Schließen Sie z.B. eine Batterie an.
Mit dem Druck auf Stopp wird die WhileSchleife verlassen und das Programm
beendet.
Handling-Anleitung
Die für das Ansprechen des myDAQ
vorgesehenen Elemente finden Sie unter
Rechtsklick → Funktionen → MessI/O → DAQmx.
Eine Messzugriff (,der aus vielen Einzelmessungen (Samples) bestehen kann,) wird Task
genannt.
Grundsätzlich benötigt man immer 3 Elemente, für die einige Einstellungen notwendig sind
- Virtuellen Kanal öffnen und Task erzeugen
- Erfassungsart und Messgröße wählen (hier Analog und Spannung)
- Konstante am Eingang physik. Kanal erstellen und Eingang wählen (hier DMM)
- Daten lesen oder schreiben
- Anzahl Kanäle (hier 1) und Anzahl Samples (Messungen, hier 1) wählen
- Task wieder löschen.
Drehspulinstrument → Rechtsklick → Anzeigeformat → Skala → Max und Min wählen
Digitale Anzeige → Rechtsklick → Anzeigeformat → Anzeigeformat
→ Fomatstring %0.2f bedeutet 2 Nachkommastellen
Uebungen_Labview_myDAQ_Loesungen.odt
Otto Bubbers
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Dokumentation Labview und myDAQ
1.2
Carl-Engler-Schule Karlsruhe
Technisches Gymnasium
Widerstand am DMM-Eingang messen
Der zwischen den 4mm-Buchsen
Hi (V) und COM liegende
Widerstandswert wird angezeigt.
Schließen Sie z.B. ein Potenziometer
an.
Mit dem Druck auf Stopp wird die WhileSchleife verlassen und das Programm
beendet.
Handling-Anleitung
Die Erfassungsart muss auf Analog Widerstand geändert werden.
Da zur Widerstandsmessung eine Spannung notwendig ist, die intern an den Widerstand
angelegt wird, muss am Anschluss „Aktuelle Erregerquelle“ eine Konstante angeschlossen
und auf intern gesetzt werden.
Konstanten für den Minimal- und Maximalwert des Widerstands sind ebenfalls notwendig.
Uebungen_Labview_myDAQ_Loesungen.odt
Otto Bubbers
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Dokumentation Labview und myDAQ
1.3
Carl-Engler-Schule Karlsruhe
Technisches Gymnasium
Ausgabe einer einstellbaren Spannung an Ao0
Die Größe der zwischen Ao0 und AGND
ausgegeben Spannung kann zwischen -10V und
+10V eingestellt werden.
Der Ausgang liefert maximal 2mA.
Die Last sollte entsprechend ausgewählt werden,
z.B. eine ultrahelle LED mit 10kΩ-Vorwiderstand.
1.4
Steuerung eines Labornetzteils mit analoger Steuerspannung
Die Spannung an Ao0 steuert die Größe der
Ausgangsspannung des Labornetzteils.
Damit können Spannungen bis 30V und Ströme
bis 15A beeinflusst werden.
Damit die Bildschirmeinstellung mit der
ausgegeben Spannung übereinstimmt, ist ein
Skalierungfaktor notwendig.
In einem späteren Beispiel wird die vom Netzteil
ausgegebene Spannung nachgemessen und
solange verändert, bis der gewünschte Wert
erreicht ist. (Regelung)
Uebungen_Labview_myDAQ_Loesungen.odt
Otto Bubbers
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Dokumentation Labview und myDAQ
1.5
Carl-Engler-Schule Karlsruhe
Technisches Gymnasium
Spannung an Ao0 ausgeben und mit DMM-Eingang messen
Die Größe der zwischen Ao0 und AGND ausgegeben Spannung kann zwischen -10V und
+10V eingestellt werden.
Bild links: richtige Polung
Bild rechts: + und - vertauscht → negative
Spannung
Dies ist möglich, weil die analogen Ein- und Ausgänge keine gemeinsame Masse haben.
Es fällt auf, dass die Messung sehr lange dauert (mind. 1s).
Viel schnellere Messungen erhält man mit den Ai0- und Ai1-Eingängen.
Grundsätzlich benötigt man für verschiedene Aufgaben (Ein- und Ausgaben) verschiedene
Tasks.
Uebungen_Labview_myDAQ_Loesungen.odt
Otto Bubbers
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Dokumentation Labview und myDAQ
1.6
Carl-Engler-Schule Karlsruhe
Technisches Gymnasium
Spannung an Ao0 ausgeben und mit Ai0-Eingang messen
Die Größe der zwischen Ao0 und
AGND ausgegeben Spannung kann
zwischen -10V und +10V eingestellt
werden, alternativ mit dem Drehregler
oder dem weißen Eingabefeld.
Die Größe der zwischen Ai0+ und
Ai0- gemessenen Spannung wird
angezeigt.
Die LED „Messung“ toggelt bei jeder
Messung (1 Messung AN, 1 Messung
AUS, 1 Messung AN usw.)
Es fällt auf, dass die Messung viel
schneller erfolgt als mit dem DMMEingang.
Handling-Anleitungen
Drehregler: Rechtsklick Frontpanel →
Elemente → Modern → Drehregler
Rechtsklick auf Drehregler →
Eigenschaften → Darstellung →
Zahlenanzeige einblenden.
LED: Rechtsklick Frontpanel → Elemente → Modern → Boolesch → LED
Rechtsklick LED → Erstellen → Eigenschaftsknoten → Wert (2x ausführen)
Rechts auf einen der Eigenschaftsknoten → in Schreiben ändern
Inverter zwischen beide: Rechtsklick auf Blockdiagramm → Funktionen →
Programmierung → Boolesch → NICHT
Uebungen_Labview_myDAQ_Loesungen.odt
Otto Bubbers
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Dokumentation Labview und myDAQ
1.7
Carl-Engler-Schule Karlsruhe
Technisches Gymnasium
Ausgabe der Gesamtspannung an Ao0 und
Messung von 2 Einzelspannungen an Ai0 und Ai1
Die ausgegebene Gesamtspannung an Ao0 (Ao0, AGND) kann mit dem Schieberegler
oder im Eingabefeld geändert werden.
Die 2 Einzelspannungen an Ai0 (Ai0+,Ai0-) und Ai1 (Ai1+,Ai1-) werden gemessen. Da alle
Spannungen keinen gemeinsamen Nullpunkt besitzen, müssen für alle Spannungen
jeweils 2 Leitungen an das myDAQ angeschlossen werden.
Die beiden Eingangsspannungen Ai0 und Ai1 müssen nacheinander gemessen werden,
weil die Tasks nicht gleichzeitig bearbeitet werden können (wahrscheinlich ist auch nur 1
Analog-Digital-Umsetzer vorhanden und die Eingänge werden nacheinander diesem
zugeführt.)
Man erzwingt eine Reihenfolge in der Bearbeitung durch eine Sequenz oder,
wie hier, indem man den Fehler-Ausgang des 1. „ClearTask“ mit dem
Fehlereingang des 2. „CreateCirtualChannel“ verbindet.
Bei Verwendung einer ultrahellen LED leuchtet diese sobald die Durchlassspannung
überschritten ist. Die Helligkeit ändert sich mit der Größe der Gesamtspannung
(→ UR ändert sich → I ändert sich).
Uebungen_Labview_myDAQ_Loesungen.odt
Otto Bubbers
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1.8
Carl-Engler-Schule Karlsruhe
Technisches Gymnasium
Automatische Erhöhung der Gesamtspannung und Messung der
Einzelspannungen
In einer For-Schleife wird die Gesamtspannung automatisch von 0V bis 10V in 1V-Schritten
erhöht. Es muss sichergestellt sein, dass sich die Gesamtspannung nicht ändert, bevor
beide Einzelspannungen gemessen wurden. Daher wird nun eine strikte Reihenfolge
eingehalten: 1) Gesamtspannung einstellen 2) UAi0 messen 3) UAi1 messen.
Die Geschwindigkeit der Messungen kann zur Beobachtung in 1s-Schritten verlangsamt
werden.
Uebungen_Labview_myDAQ_Loesungen.odt
Otto Bubbers
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1.9
Carl-Engler-Schule Karlsruhe
Technisches Gymnasium
Automatische Messung mit Speicherung von zehn I-U-Wertepaaren in
Arrays
Zur Kennliniendarstellung ist die Umrechnung der Spannung am
Widerstand in einen Strom notwendig. Der berechnete Strom wird in mA
angegeben, da die myDAQ-Box maximal 2mA liefern kann.
Nach einmaligem Durchlauf der For-Schleife werden die 10 Werte von U
und I in 2 Arrays gesammelt.
Handling-Anleitung
Leitung von U und I bis auf die Begrenzung der FOR-Schleife ziehen. Es
entsteht automatisch ein indizierter Schleifentunnel, d.h. Die in der
Schliefe entstandenen Messwerte werden gesammelt und können in ein
Array übergeben werden.
Das Array erhält man mit Rechtsklick auf den Tunnel → Erstellen
Anzeigeelement.
Die Messwerte stehen erst nach dem Schleifendurchlauf zur Verfügung, wie die
Abbildungen zeigen. (Oben: leer während des ersten Schleifendurchlaufs. Unten: nach
dem ersten Schleifendurchlauf)
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Otto Bubbers
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Dokumentation Labview und myDAQ
1.10
Carl-Engler-Schule Karlsruhe
Technisches Gymnasium
Automatische Kennlinienaufnahme mit 10 Messwerten
Nach dem ersten Schleifendurchlauf wird die gemessene Kennlinie in einem xy-Diagramm
dargestellt.
10 Messwerte sind zu wenig.
Handling-Anleitung
Rechtsklick auf das Frontpanel → Elemente → Modern → Graph → Express-XY-Graph
Leitungen der Arrays im Blockdiagramm an X- und Y-Eingang anschließen → es entstehen
automatisch die Konvertierungs-Boxen
Achsen umbenennen durch Änderung des Textes direkt im Diagramm auf dem Frontpanel.
Rechtsklick auf das Diagramm → Eigenschaften → Anzeigeformat → für beide Achsen auf
%0.2f einstellen (2 Nachkommastellen), sonst wird der spätere Export in eine Exceldatei
mit einer Nachkommastelle zu ungenau.
Name bei Darstellung in I-U-Kennlinie umbenennen.
Bei Plots lässt sich die Linienstärke ändern.
Uebungen_Labview_myDAQ_Loesungen.odt
Otto Bubbers
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1.11
Carl-Engler-Schule Karlsruhe
Technisches Gymnasium
Automatische Kennlinienaufnahme mit 100 Messwerten
Die Schleifenvariable i wird durch 10 geteilt → Die Spannung wird um 0,1V erhöht.
Die Anzahl der Schleifendurchläufe N muss daher auf 100 erhöht werden um Uges von 0V
bis 10V zu erhöhen.
Speichern der Werte in einer Exceldatei: Rechtsklick auf das Diagramm
1.12
Vereinfachung durch Sub-VI's
Sollte Ihnen oder Ihren Schülern das obenstehende Blockdiagramm zu kompliziert sein,
können Sie auch einzelne Teile in Sub-VI's zusammenfassen, dies sieht dann z.B. so aus:
Uebungen_Labview_myDAQ_Loesungen.odt
Otto Bubbers
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Dokumentation Labview und myDAQ
Carl-Engler-Schule Karlsruhe
Technisches Gymnasium
Handling: Erstellen von Sub-VI's
Werkzeug Pfeil wählen
und den Teil des Blockdiagramms,
den Sie zu einem Sub-VI machen wollen, markieren.
Bearbeiten → Sub-VI erstellen
Auf das Sub-VI rechtsklicken → Eigenschaften → Sinnvolle Beschriftung wählen und
Haken bei Beschriftung sichtbar.
Wenn Sie das Sub-VI gleich speichern wollen: Doppelklick → im aufgehenden Fenster:
Datei → Speichern unter: Sinnvollerweise den Namen vergeben, den Sie auch bei der
Beschriftung vergeben haben.
Falls Sie das Sub-VI nicht speichern, werden Sie vor dem Schließen oder beim Speichern
Ihrer Datei zusätzlich nach dem Sub-VI-Namen gefragt.
Ihr Sub-VI können Sie jederzeit einfügen in anderen Programme: Rechtsklick im
Blockdiagramm: VI auswählen...
Uebungen_Labview_myDAQ_Loesungen.odt
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