Transcript TT-LabVIEW

A kísérletező oktatás támogatása,
számítógéppel segített kísérletek bemutatása
LabVIEW I és II
2012. november 16.
http://www.inf.u-szeged.hu/~mingesz/Education/tt2012nov/
Mingesz Róbert
v 1.0 2012.11.15.
TÁMOP-4.1.2.A/1-11/1-2011-0013 projekt
Tartalom
•
•
•
•
•
Tűz és munkavédelem
Bevezetés
A LabVIEW környezet bemutatása
Feladatok megoldása
Szorgalmi feladatok (haladóknak)
2
Tűzvédelem
• Tilos:
–
–
–
–
tűz és robbanásveszélyes anyagot behozni
nyílt láng használata
dohányozni
enni/inni
• Tűzveszély:
– elektromos műszerek
Használat előtt meggyőződni hibátlan állapotukról!
3
Tűz esetén
•
•
•
•
•
Szólni
Tűzoltók hívása (105 / 112)
Központi rendészeti ügyelet hívása (62 54-5863)
Áramtalanítás
Tűz oltása (poroltó)
Elektromos tüzek esetén: áramütés veszélye
• Menekülés
4
Munkavédelem
• Nem nyúl semmihez
• Munkavégzésre alkalmas állapot
(nem: betegség / tudatmódosítók)
• Berendezések ismerete
(használati útmutatók)
• Működőképes a berendezés?
Nem javít (csak villanyszerelő / villamos mérnök)
• Földelés!
5
Áramütés esetén
•
•
•
•
•
Áramkört megszakít (főkapcsoló)
Elsősegély (lélegeztetés, stabil oldalfektetés, ...)
Szólni
Mentők hívása (104 / 112)
24 órás megfigyelés korházban
– Szívritmuszavarok → halál
– Szövetsérülés → vérrög → halál
6
Laborrend
• Csak az dolgozhat a laborban, aki ismeri a tűz és
munkavédelmi szabályzatot, valamint a
laborrendet, és ezt aláírásával igazolta is
• Felelősségvállalás a használt eszközökért
• Tilos enni/inni
• Óra végén mindent a helyére kell pakolni
• Számítógép
– Csak engedéllyel szabad bármit telepíteni, átállítani
– Óra végén: mindent visszaállítani eredeti állapotába
(saját fájlok törlése)
7
8
A LabVIEW környezet
• Fejlesztő: National Instruments
http://www.ni.com/labview/
• Oktatóanyagok
http://www.ni.com/gettingstarted/labviewbasics/
http://zone.ni.com/wv/app/doc/p/id/wv-3220
http://zone.ni.com/wv/app/doc/p/id/wv-3221
• LabVIEW és az oktatás
http://k12lab.com/
9
Miért pont a LabVIEW?
• Könnyű megtanulni és használni
– Bárki megtanulhatja, nem szükség
programozónak lenni
– Tudósokra és mérnökökre optimalizálva
– Vizuális dizájn, egyszerű vizualizáció
• Gyors fejlesztés
– Produktivitás növelése
– Költségek csökkentése
– Rapid development
10
Miért pont a LabVIEW?
• Teljes funkcionalitás
– Beépített analízis funkciók
– Jelanalízis és matematika
– Számos beépített kommunikációs protokoll
– Többszálú végrehajtás, eseményvezérlés,
objektumok, ...
– Számos platform programozható egy nyelven
keresztül (PC, beágyazott rendszerek, valós
idejű rendszerek, FPGA, mikrovezérlők)
11
Miért pont a LabVIEW?
• Ipari szabvány
– Rengeteg kompatibilis hardver
• Tipikus felhasználások
– Mérés, adatgyűjtés, adatok elemzése
– Ipari vezérlés
– Egyedi rendszerek, prototípusok fejlesztése
– Komplex tudományos mérőrendszerek vezérlése
(Big Physics)
– Oktatás
12
Hátrányok
• Nem nyílt szabvány
• Magas ár
• Futtatókörnyezet szükséges a
LabVIEWprogramok végrehajtásához
• exe generálási lehetőség (külön vásárolható
opció)
• Bonyolultabb programok fejlesztése nehézkes
• Nehézkes a kód karbantarthatósága
• Visszafelé kompatibilitás korlátozott
13
Licenszelés – kereskedelmi verziók
• Base (300 eFt)
– CsakWindows verzió, hiányzó funkciók
• Full (650 eFt)
– Teljes funkciónalitás
• Professional (1100 eFt)
– Forráskód verziók, exe és dll generálás, forráskód
eltávolítása
• Developer suite (1300 eFt)
– CsakWindows verzió, még több funkció (pl. MS
Office jelentések)
14
Licenszelés – nonprofit verziók
•
•
•
•
•
Student Install Option (9 eFt)
Education Edition (22 eFt)
College Teaching License (3500 eFt)
Academic Standard Suite (350 eFt)
Academic Premium Suite (460 eFt)
15
Induló képernyő
16
Virtual Instrument - VI
17
Projektek
18
Paletták, Context help
19
Adattípusok
• Numeric
Integer, Float, Complex
•
•
•
•
•
•
Boolean
String (path)
Reference
Object
Array
Cluster
20
Adattípusok
21
Numerikus paletták
22
Ciklusok
23
Indexelés
24
Sequence
25
26
Szorgalmi feladat A)
Ferde hajítás
• Analitikus megoldások is vannak
• Légellenállás?
27
Numerikus szimuláció
• Differenciálegyenletek megoldása
• Közelítés
• Euler módszer
d y (t )
 f ( t , y ( t ))
dt
t n 1  t n  dt
y n 1  y n  dt  f ( t n , y n )
28
Differenciálegyenletek
d r (t )
 v (t )
dt
d v (t )
dt
 a (t ) 
F ered ő
m

m g  c  v (t )  v
2

m
29
Légellenállás nélkül
d r (t )
 v (t )
dt
d v (t )
 a (t ) 
dt
d x (t )
dt
dt
g
m
 v x (t )
d v x (t )
F ered ő
0
;
d y (t )
dt
;
 v y (t )
d v y (t )
 g
dt
30
Légellenállás nélkül
d x (t )
 v x (t )
;
0
;
dt
d v x (t )
dt
d y (t )
 v y (t )
dt
d v y (t )
 g
dt
x n  1  x n  dt  v x , n
;
y n  1  y n  dt  v y , n
v x , n 1  v x , n
;
v y , n  1  v y , n  dt  g
x0  y0  0
v x , 0  v 0  cos 
;
v y , 0  v 0  sin 
31
Légellenállás
Fl   c v
v 
2
v
v
v v
2
x
2
y
Fx   c  v  v x
Fy  c  v  v y
C 
c
m
32
Légellenállással
x n  1  x n  dt  v x , n
vn 
y n  1  y n  dt  v y , n
;
v x ,n  v y ,n
2
2
a x ,l   C  v n  v x , n
;
a y ,l   C  v n  v y , n
v x , n  1  v x , n  dt  a x , l
;
v y , n  1  v y , n  dt  a y , l  g 
33
Megvalósítás
34
A1. feladat
• Ferde hajítás útvonalának ábrázolása XY
grafikonon
35
A2. feladat
•
•
•
•
•
Négyzetes légellenállás figyelembe vétele
Trajektóriák a szög függvényében
Trajektóriák a légellenállás függvényében
Hatótávolság megjelenítése a szög függvényében
Maximális hatótávolsághoz tartozó szög
megjelenítése a légellenállás függvényében
36
Példa: trajektóriák a szög
függvényében
c: Tóth Edina
37
Szorgalmi feladat B)
Karakterisztika mérés
Mérje ki és ábrázolja a következő eszközök
karakterisztikáját!
• Ellenállás
• Dióda
• Zéner dióda
• LED-ek (zöld, sárga, piros)
A feszültségeket V-ban, az áramokat mA-ben adja
meg!
Legalább 100 pontban mérjen!
2011.10.10./12.
Mingesz Róbert
38 oldal
Ajánlott kapcsolás
2011.10.10./12.
Mingesz Róbert
39 oldal
Várt eredmény
2011.10.10./12.
Mingesz Róbert
40 oldal
Mérési összeállítás
2011.10.10./12.
Mingesz Róbert
41 oldal
Mérőszoftver
2011.10.10./12.
Mingesz Róbert
42 oldal
43
44
1. feladat: két komplex szám összege
45
2. feladat:
másodfokú egyenlet megoldása
46
3. feladat: N!
47
4. feladat - Jelzőlámpa
48
49
Waveform Chart
• Új adatok hozzáfűzése a grafikonhoz
50
Waveform Graph
• Mintavételezett jelek megjelenítése
51
Waveform Graph
• Mintavételi időköz megadása
52
XY Graph
• Jelek ábrázolása egymás függvényében
53
XY Graph
• Express
54
XY Graph
• Jelek ábrázolása egymás függvényében
55
XY Graph
• Express
56
Lineárisan növekvő jel előállítása
57
Szinusz minta előállítása
58
CASE struktúra
59
TDS2002C
60
Képernyő
61
Képernyő
62
Mérőfej
63
Üzembe helyezés, működés tesztelése
64
Find examples
65
Generate sound
• Szükséges még:
– „Help”/„Detailed help”
– Angol nyelvtudás
66
5. feladat: Brown mozgás
x i  x i 1   i
67
6. feladat
• Lissajous-görbék rajzolása
• A Lissajous-görbék időben változzanak,
mint a régi scifik-ben!
68
7. feladat
• Készítsen egy olyan programot, mely két
különböző fázisú és amplitúdójú szinuszjelet ad ki!
• Az oszcilloszkóp „Measure” lehetőségeit
felhasználva, jelezze ki a jelek frekvenciáját,
amplitúdóját, fázisszögét!
69