Számítógépes mérésvezérlés projektmunka LabVIEW környezetben

Számítógépes Mérésvezérlés Projektmunka LabVIEW környezetben

Általános információk

• Kar: TTK
• Kód: BMETE11AF39
• Követelmény: 0/0/2/f/3
• Nyelv: magyar
• Tárgyfelelős: Dr. Halbritter András
• Oktató: Magyarkuti András és Gubicza Ágnes
• Besorolás: kötelezően választható tárgy a mérésvezérlés és adatgyűjtés iránt érdeklődő fizika BSc szakos hallgatóknak, a Nanotechnológia és anyagtudomány specializációt választó fizikus MSc hallgatóknak, illetve PhD hallgatóknak. (Korábban Grafikus programozás és mérésvezérlés LabVIEW környezetben, BMETE11AF16)
• A tárgy az NI által elfogadott LabVIEW Academy kurzus, a kurzus végén az NI által szervezett CLAD vizsgát sikeresen teljesítők az NI-től bizonyítványt kapnak a LabVIEW felhasználói ismereteikről.
• Jelenléti követelmények: A laborgyakorlatok hetente kerülnek megtartásra a félév második felében, alkalmanként 4 órán át tartanak. A félévközi jegy megszerzésének szükséges feltétele az összes laborgyakorlat teljesítése. Igazolt hiányzás esetén maximum két alkalommal pótlási lehetőséget biztosítunk.
• A félév végi osztályzat kialakítása:

CLAD vizsga eredménye (50%):

70% és 79% között közepes (3)

80% és 89% között jó (4)

90% felett jeles (5)

a tárgyból aláírást csak az kaphat, aki sikeresen leteszi a CLAD vizsgát, tehát legalább 70%-ot elér.

Önálló feladatra adott jegy (50 %)

Tananyagok

A tananyagokat a következő linkről lehet letölteni: LabVIEW_course.

Néhány példa az előző félév önálló feladatai közül

Az önálló feladat keretében a hallgatók valamilyen összetett mérést illetve vezérlést megvalósító programot fejlesztenek egy NI myDAQ mérőkártya analóg/digitális kimeneteit illetve bemeneteit használva. A program funkciója akár saját ötleten is alapulhat vagy lehet választani egy listából. Az alábbiakban található egy válogatás az előző félév során készített munkák közül:

Hőmérséklet-szabályozás

A program egy PI szabályozót [1] valósít meg. Egy Pt100-as hőmérővel mérjük a hőmérsékletet, amit egy fűtőellenállással tudunk szabályozni. Az ellenállást egy analóg feszültséggel vezérelhető áramgenerátorral fűtjük. A felhasználó a programban állíthatja a szabályozás paramétereit valamint a kívánt hőmérsékletet. A program feladata, hogy úgy szabályozza a fűtőellenállás áramát, hogy az mindig a kívánt hőmérsékleten legyen.

Ultrahangos távolságmeghatározás

Egy 44 kHz-es ultrahang adó (hangszóró) illetve vevő (mikrofon) egységet használva készítsünk távolságmérőt. Az adó kiad egy rövid ultrahang pulzust, a vevővel mérjük, hogy mikor érkezik meg a visszaverődött hanghullám. A program az eltelt időből kiszámítja a tárgy távolságát, amiről a hanghullám visszaverődött.

Napraforgó

Egy ideális napraforgó feje mindig a nap felé fordul, hogy minél több fényt összegyűjtsön. Valósítsuk meg ezt egy LabVIEW program segítségével: a napraforgó korongjának két oldalán egy-egy fényérzékelő található, a virág a tengelye körül egy léptetőmotor segítségével forgatható. A program méri az egyes érzékelők fényintenzitását, a léptetőmotort vezérelve úgy forgatja a virágot, hogy mindig azonos fényintenzitás essen az érzékelőkre, így követi a virágot megvilágító fényforrást.

Kopogásfelismerés

A program egyfajta azonosítást tesz lehetővé: felismeri, hogy két ritmus, amit az asztalon kopogunk megegyezik-e vagy sem. Ennek egy lehetséges alkalmazása például, hogy egy zár a megfelelő ritmus kopogására nyíljon ki. A program egy mikrofon jelét méri, azonosítja a kopogott ritmusokat. A felhasználó elment egy adott ritmust, majd a program ezzel hasonlítja össze a többi kopogott ritmust. Ha egyezést talál, azt egy LED felkapcsolásával jelzi a felhasználó számára.

Hangszín szabályozás

A zenelejátszó programok egyik alapvető funkciója a hangszínszabályozó, amivel a különböző frekvencia tartományok relatív hangerősségét állíthatjuk. Ezt a feladatot megvalósíthatjuk a myDAQ audio bemenetét illetve kimenetét használva. Az audio bemenetre csatlakoztassunk egy mp3 lejátszót, a kimeneten egy fülhallgatóval hallgathatjuk a hangszínszabályozónk hatását.

Oszcilloszkóp és függvénygenerátor

Talán az egyik legalapvetőbb elektronikai mérőműszer az analóg jelek megjelenítésére használható oszcilloszkóp valamint az ezek előállítását végző függvénygenerátor. Az NI myDAQ mérőkártyát használva készítsünk olyan programot, amely elvégzi ezen funkciókat. A függvénygenerátoron a felhasználó kiválaszthatja a jelalakot (szinusz, háromszögjel, négyszögjel) valamint a paramétereket (periódusidő, amplitúdó, kitöltési tényező). Az oszcilloszkóp megjeleníti a mért jelet, méri egyes paramétereit valamint a felhasználó trigger segítségével választhatja ki a megjeleníteni kívánt szakaszt.