Transcript MEC2115 - Cours 7 - Hiver 2014

MEC2115 - Introduction à
LabVIEW - Hiver 2014
Cours 7 – Interfaçage avec les
instruments réels et TP-4
Victor Calatoru, Ph.D., ing.
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Plan du cours
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Exercice récapitulatif matrices, registres et tunnels
indexés
Types de graphiques
Flux de données (données dynamiques)
Génération des signaux
Les VI Express (les plus communs)
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Produits National Instruments
Sensor
Embedded
(FPGA)
Handheld
Wireless
Networked I/O
PC Boards
Industrial Computer (PXI)
Tektronix Open Windows
Oscilloscopes
PC, Mac, Linux, Sun
Workstation
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Plateformes pour acquisition de données
LabView
USB
Les périphériques DAQ
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Périphérique DAQ (Data AcQuisition)
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Instrument qui peut être adressé comme une entité unique
Mesure ou génère un signal
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Mesure → valeurs numériques
Génère → signaux analogiques
Peut contenir plusieurs voies (canaux) et périphériques de
conversion, de conditionnement, etc.
Le plus souvent connecté à un ordinateur hôte par
l'intermédiaire d'un type de réseau de communication
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Périphérique simulé et driver d'instruments
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Périphérique DAQmx simulé
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Réplique logicielle d'un périphérique DAQmx qui peut servir
à contrôler une fonction ou un programme sans matériel
Se comporte de la même façon qu'un périphérique physique.
Son driver est chargé et les programmes l'utilisant peuvent
donc être vérifiés de manière exhaustive (Utile pour tester
les VI du TP4)
Driver d'instruments
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Ensemble de sous-programmes logiciels permettant de
contrôler un instrument programmable pour la lecture,
l'écriture, le déclenchement, etc.
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Acquisition des données
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La chaine d’acquisition de données doit traiter plusieurs types
d’information d’entrée et/ou sortie
Signal analogique à variation lente ou rapide
Signal digital (état, facteur de remplissage, fréquence)
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Amplification du signal
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Type de conditionnement des signaux qui accroît la
précision du signal numérique obtenu en augmentant
l'amplitude du signal par rapport au bruit
10x
(SC-2043-SG)
(PCI 6221)
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Rapport signal/bruit vs amplification
(20 dB)
(40 dB)
(60 dB)
S.C. = Signal Conditionning
(Conditionnement du signal)
SNR = Signal to Noise Ratio
(Rapport Signal/Bruit)
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Sources des signaux
Sources de
signaux
flottantes
Sources de
signaux
mises à la
masse
Signaux de tension qui ne sont pas
connectés à une référence absolue ou à
la masse d'un système.
Thermocouple, instrument à piles, etc.
Signaux de tension qui sont référencés à
la masse d'un système, comme la terre
d'un bâtiment. Les sources de signaux
mises à la masse sont aussi appelées
sources de signaux référencées.
Instruments avec sorties non-isolées
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Configuration
du terminal
sources de signaux
flottantes
sources de signaux
mises à la masse
DIFF
RSE
NRSE
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Configuration d’un terminal en
mode asymétrique
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RSE: Mode asymétrique référencé
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(Referenced Single-Ended)
Mesures effectuées par rapport à une masse (ground
referenced)
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NRSE: Mode asymétrique non référencé
Single-Ended)
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(Nonreferenced
Mesures effectuées par rapport à une référence de système
de mesure commune, mais la tension à cette référence
peut varier en fonction de la masse du système de mesure
Utilisé avec le module SC-2043-SG pour les voies de jauges
(0-7) et aussi pour les voies 8 à 15
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La carte DAQ NI USB-6008 (6009)
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La carte DAQ NI USB-6008 (6009)
Le TP-4
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Objectif :
Création d’un programme qui permet le pilotage d’un
banc qui contient des capteurs réels et des effecteurs
réels.
Construction d’une interface utilisateur
Traitement des données
Vérification des connaissances et habilités de
programmation en LabView
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Scénario général
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Le programme simule le fonctionnement d’un système de surveillance de
la température dans un espace équipé de deux capteurs.
La différence de température entre les deux capteurs doit se situer sous
un seuil réglable.
À cause du bruit électrique, il est nécessaire de faire la lecture en salves,
prenant en compte pour effectuer la comparaison les valeurs moyennes
pour chaque salve acceptée. Une salve est acceptée si moins d’un
nombre déterminé de valeurs lues sont hors des limites établies.
En fonction des valeurs mesurés par les deux capteurs, un DEL tricolore
ca s’allumer vert si les deux valeurs sont égales ou presque (dans une
intervalle de tolérance), bleu si le premier capteur indique une
température moindre que le deuxième et rouge dans le cas contraire.
Les valeurs de la dernière salve acceptée seront sauvegardées dans un
fichier.
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Structure générale du programme
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Sections et modules du programme
Acquisition de données
Lecture des canaux AI0 et AI1
(capteurs de température)
Sélection du mode de travail
(simulation, acquisition,
calibration)
Lecture des canaux P1.0 et
P1.1 (boutons de commande)
Traitement de données
Moyennes et lissage des données
Application des corrections
Comparaison des données
Présentation et valorisation des données
Affichage de l’information
Déclanchement des alarmes
Sauvegarde du fichier
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Acquisition de données
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Acquisition de deux canaux analogiques
Capteurs de température intégrés de type LM-335 DZ
Vous recevez les VI personnalisés et optimisés pour
l’acquisition d’une valeur à la fois
Vous construisez le(s) VI pour lecture en salve, pour choisir le
mode d’opération (acquisition ou calibration) et pour stockage
temporaire des informations.
• Spécifications :
• Lecture en salve – nombre d’acquisitions, délai – réglables
• Données sauvegardées dans un tableau, pour traitement
ultérieur
• Sélecteur de mode – programmé
• Bouton de démarrage - programmé
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Traitement des données
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À cause du signal assez faible et du bruit, les signaux
nécessitent un traitement.
On calcule la valeur moyenne des lectures de chaque salve
Compensation de la dérive – la différence entre la valeur
moyenne des lectures pendant la calibration et la valeur de
référence est stockée et soutirée des valeurs acquises par la
suite, pour chaque canal
Des calculs statistiques sont effectuées pour déterminer la
moyenne et le nombre de valeurs qui sortent des limites.
On compare les valeurs moyennes des données acceptées et
on prépare leur signalisation
Pour cette section vous devriez concevoir tout seuls les VI
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requis et faire la programmation
Présentation des données
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Vous avez toute la liberté pendant la création de la faceavant de votre application.
Affichez seulement les éléments pertinents, pour ne pas
charger trop la face-avant.
L’ergonomie et l’esthétique de la face-avant seront notées.
Pour la sauvegarde des données, vous pouvez opter entre la
sauvegarde automatisée ou manuelle, choix du type de ficher
qui vous semble adapté, nom du fichier demandé ou
imposé, création d’un nouveau fichier pour chaque exécution
du programme, ajout dans un même fichier ou remplacement
du fichier précédent. Justifiez votre choix.
Vous recevez le VI pour la commande du DEL tricolore et
vous devriez programmer le reste des fonctions.
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Conseils généraux
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Créez une structure modulaire, divisant le programme selon les
fonctionnalités identifiées.
Idéalement vous pouvez diviser le programme en 4 à 10 blocs
fonctionnels que vous pouvez sauvegarder comme des sous-VI.
Divisez et répartissez le travail de façon équitable entre les
membres de l’équipe.
Documentez les fonctions de chaque VI au moment de leur
création; ceci va vous faciliter le tâche de rédaction du rapport.
La probabilité de tomber sur une même structure du programme
est réduite, il y a la possibilité de retracer les VI, ne risquez pas.
N’oubliez pas d’inclure dans l’archive que vous allez m’envoyer tous
les VI utilisés, ainsi que le fichier crée par la fonction de sauvegarde
de données et le rapport, incluant la page avec les observations
suite à la présentation du programme.
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Renseignements supplémentaires
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Si nécessaire, des précisions sur le TP4 seront ajoutées.
Consultez le site Moodle pour vous tenir au courant.
Consultation. Sur rendez-vous, par courriel, téléphone
(poste 4878) ou visite au bureau (A-305.2).
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Examen écrit sur LabVIEW
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Quand: Vendredi, le 11 avril 2014
Local: La salle régulière du cours
Durée de 50 minutes
Examen écrit et individuel (pondération 15%)
Arrivez à l'avance!
Aucune documentation n'est permise. Calculatrice
non-programmable seulement.
Principaux types de questions
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Connaissances sur les sujets et exemples traités en classe ou
reliés à la réalisation du TP4.
Analyse, modification ou construction d'un VI ou d'une partie
de VI (diagramme et face-avant)
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Exemples de questions d'examen
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Quelle est l'utilité de la face-avant?
À quoi sert un registre à décalage dans une boucle?
Que contient un cluster?
Suite à l'exécution du VI avec la face-avant et le
diagramme suivant, quelles seront les valeurs de la
première et de la dernière ligne de l'indicateur
Tableau?
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Diagramme et face-avant
Auto-indexation
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Questions ?
Merci de votre
participation au cours