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Conrad Ni myDAQ Bedienungsanleitung

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Bedienungsanleitung
Ni myDAQ
Experimentieradapterplatine 1
Best.-Nr. 1396697

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Verwandte Anleitungen für Conrad Ni myDAQ

Inhaltszusammenfassung für Conrad Ni myDAQ

  • Seite 1 Bedienungsanleitung Ni myDAQ Experimentieradapterplatine 1 Best.-Nr. 1396697...
  • Seite 2 Experimentieradapterplatine 1 © 2016 1. Auflage 2016 Alle Rechte vorbehalten. Die in diesem Buch veröffentlichten Beiträge, insbesondere alle Aufsätze und Artikel sowie alle Entwürfe, Pläne, Zeichnungen und Illustrationen sind urheberrechtlich geschützt. Ihre auch aus- zugsweise Vervielfältigung und Verbreitung ist grundsätzlich nur mit vorheriger schriftlicher Zustim- mung des Herausgebers gestattet.

  • Seite 3: Inhaltsverzeichnis

    Experimentieradapterplatine 1 Inhaltsverzeichnis Einleitung Der NI myDAQ Installation der ELVIS-Software Die Soft-Frontpanel(SFP)-Instrumente Der ELVIS Instrument Launcher Der Experimentieradapterplatine 1 Experimentieradapterplatine 1 und die SFPs Digital Writer und die LEDs/Summer Digital Reader und die Taster Function Generator Oscilloscope zur Signal- und Spannungsmessung...

  • Seite 4: Einleitung

    Experimentieradapterplatine 1 1. Einleitung Das hochmoderne myDAQ-Modul von National Instruments stellt dem Anwender ein komplettes ´Westentaschen-Messlabor´ mit insgesamt acht verschiedenen, leistungsfähigen Mess- und Ana- lysegeräten zur Verfügung: Digital-Multimeter, Oszilloskop, Funktionsgenerator, Bode-Plotter, Spektrumanalysator, Arbiträrgenerator mit Wave- form Editor, Digital Reader und Digital Writer. Diese universelle Datenerfassungsplattform kann einfach und unkompliziert überall mit hingenom- men werden und ermöglicht somit nicht nur im...

  • Seite 5: Der Ni Mydaq

    Experimentieradapterplatine 1 2. Der NI myDAQ Die Innereien Beginnen wir unsere kleine Einführung in den myDAQ mit einem kurzen Blick in das Innere dieses Moduls, Abb.2.1: Abb.2.1: Das Innere des myDAQ-Moduls - sehr kompakt und äußerst leistungsfähig Im Allgemeinen ist ein Aufschrauben des Moduls nicht notwendig, es sei denn, man muss auf Grund einer Fehl- bzw.
  • Seite 6 Experimentieradapterplatine 1 Abb.2.2: Das Blockschaltbild des myDAQs Die Kernfunktionen dieses universellen Messmoduls sind hier sofort erkennbar (von unten nach oben): Eine komplette Digitalmultimeter-Einheit für Strom-, Spannungs-, Widerstandsmessung und Dioden-Test. Zwei universelle Analog-Ausgänge (AO) und ein spezieller Audio-Stereo-Ausgang (AUDIO OUT).

  • Seite 7: Die Anschlüsse

    Experimentieradapterplatine 1 Zwei universelle Analog-Eingänge (AI) und ein spezieller Audio-Stereo-Eingang (AUDIO IN). Diese Eingänge sind mit einem programmierbaren Vorverstärker (Gain) verbunden, so dass die erfassten Analogsignale optimal aufbereitet (verstärkt) werden können. Acht universelle digitale Ein-/Ausgänge (DIO), die eine Vielzahl unterschiedlicher Alterna- tiv-Funktionen erfüllen können.
  • Seite 8 Experimentieradapterplatine 1 Abb.2.4: Der Anschlussbereich 2: Die restlichen Ein-/Ausgänge des myDAQs An dieser Leiste können dem myDAQ die Signale nun über Schraubklemmen oder über Lötklem- men entnommen bzw. zugeführt werden. Über diese Leiste erfolgt die Ankopplung aller Experimentieradapterplatinen und miniSysteme. Weiterhin befinden sich an dieser Gehäuseseite noch die beiden 3,5 mm-Klinkenbuchsen für den Audio-Stereo-Ein- und den Audio-Stereo-Ausgang.
  • Seite 9 Experimentieradapterplatine 1 Widerstand bis 20 MΩ Diodenprüfung Messung und Auswertung der Diodendurchlass- spannung bis 2 V Durchgangsprüfung mit Summer Analog-Eingänge Kanalanzahl: 2 differentielle Kanäle oder alternativ: ein Stereoeingang (Rechts-/Links-Kanal) Auflösung der A/D-Wandlung: 16 Bit Maximale Abtastrate: 200 kS/s, kein Antialiasing-Filter Eingangsspannungsbereiche: Analogeingang: ±10 V, ±2 V, galvanisch gekoppelt...
  • Seite 10 Zwei Punkte sind zu beachten, wenn man die myDAQ-Spannungsversorgungen zur Speisung von externen Zusatzbaugruppen verwenden will: 1) Kombination mit externen Spannungsquellen „Die Stromversorgungen des NI myDAQ dürfen unter keinen Umständen mit externen Stromquellen kombiniert werden. Bei Verwendung externer Stromquellen sind alle Verbindungen mit den Strom- versorgungsanschlüssen des NI myDAQ zu trennen.“...
  • Seite 11 Experimentieradapterplatine 1 2) Die zur Verfügung stehende maximale Gesamtleistung „Die Gesamtleistung – berechnet aus der Leistung der Stromversorgungen sowie der Analog- und Digitalausgänge – ist typischerweise auf 500 mW begrenzt. Das Minimum beträgt 100 mW. Wie die gesamte Leistungsaufnahme der Komponenten berechnet wird, ist im Abschnitt Bauweise des NI myDAQ beschrieben.“...

  • Seite 12: Installation Der Elvis-Software

    Experimentieradapterplatine 1 3. Installation der ELVIS-Software (Sie brauchen dieses Kapitel nur dann zu durchzuarbeiten, wenn Sie die myDAQ-Software noch nicht auf Ihrem Rechner installiert haben. Ist dieses allerdings schon geschehen, so können Sie problemlos mit Kapitel 4 fortfahren) Zum Betrieb des myDAQ-Moduls (Stand-Alone-Betrieb und/oder Einsatz unter LabVIEW) müssen zunächst drei wesentliche Software-Pakete auf Ihrem Rechner installiert werden: NI ELVISmx NI-DAQmx...
  • Seite 13 Experimentieradapterplatine 1 Abb.3.2: Die Installation läuft an Durch Klicken auf ´Next´ gelangen Sie zum nächsten Fenster, in dem Sie auswählen können, wel- che Software-Pakete Sie von der DVD installieren möchten, Abb.3.3: Abb.3.3: Die Auswahl der gewünschten Software-Pakete In unserem Fall benötigen wir nur das letzte Paket ´NI ELVISmx 4.4´ (bzw. die entsprechende neu- ere Version des Paketes, die sich auf der DVD befindet).
  • Seite 14 Experimentieradapterplatine 1 Bei Bedarf können Sie auch noch die LabVIEW (Demo)-Version auf Ihrem Rechner mit installieren (das erste Paket ´LabVIEW 2012´ oder eine neuere Version). Bestätigen Sie Ihre Auswahl durch Klicken auf ´Next´ Das folgende Fenster beenden Sie ebenfalls durch Klicken auf ´Next´. Es wird dann, via Internet, nach aktuellen Software-Updates gesucht.

  • Seite 15: Die Soft-Frontpanel(Sfp)-Instrumente

    Experimentieradapterplatine 1 4. Die Soft-Frontpanel(SFP)-Instrumente Der erste einfache Schritt, ein myDAQ-Modul in der Praxis einzusetzen, ist die direkte und unmittel- bare Verwendung der bereits funktionsfähig vorliegenden so genannten ELVIS Soft-Front-Panel (SFP)-Instrumente. In ELVIS integriert sind für das myDAQ-Modul acht der am häufigsten vorkommenden Mess- und Analysegeräte (die SFP-Instrumente), die dazu dienen, die eigene vorliegende angesteckte Schaltung zu analysieren bzw.
  • Seite 16 Experimentieradapterplatine 1 Ganz konkret: auf dem PC-Monitor sind die Frontpanels der jeweiligen Instrumente angeordnet und darüber können dann die Geräte bedient und eingestellt bzw. die Messwerte angezeigt und z.B. auch graphisch dargestellt werden. Diese SFP-Instrumente sind zwar komplett in LabVIEW programmiert, aber davon bekommt der Anwender zunächst einmal nichts mit: er kann die SFP-Instrumente, ohne irgendwelche LabVIEW- Kenntnisse zu besitzen oder ohne irgendetwas in LabVIEW zu programmieren, einfach aufrufen und sofort einsetzen.

  • Seite 17: Der Elvis Instrument Launcher

    Experimentieradapterplatine 1 4.1 Der ELVIS Instrument Launcher Aufgerufen werden diese fertigen SFP-Instrumente über den so genannten ´(NI ELVISmx) Instru- ment Launcher´, der automatisch startet, wenn ein myDAQ-Modul an den Rechner angeschlossen wird. Sollte der automatische Start nicht erfolgen, so kann man diesen Launcher auch ´von Hand star- ten´, denn er befindet sich unter (wenn alle LabVIEW- und myDAQ-Softwarepakete Standard- gemäß...
  • Seite 18 Experimentieradapterplatine 1 In der Zeile  befinden sich die ´Anklick-Ikons´ für die zwölf SFP-Instrumente, wobei nur die far- bigen, nicht ausgegrauten, Ikons für myDAQ-Module aktivierbar sind. In der Zeile  sind drei Registerkarten angeordnet, die weitere wichtige Informationen zu my- DAQ-Modulen enthalten.
  • Seite 19 Experimentieradapterplatine 1 Abb.4.1.3: Noch mehr SFPs für myDAQ-Module Hier sind bereits eine große Vielzahl von Anwendungen veröffentlich, mit umfangreichen und detail- lierten Hardware-Beschreibungen incl. der zugehörigen LabVIEW-VIs für den direkten Einsatz mit bzw. auf myDAQ-Modulen. Beim Klick auf das LabVIEW-Ikon in der Box  (´What is LabVIEW?´) gelangen Sie via Internet zu vielfältigen Informationen rund um LabVIEW, Abb.4.1.4: Abb.4.1.4: Direkte Informationen zu LabVIEW...
  • Seite 20 Experimentieradapterplatine 1 Wählen Sie in der Zeile  (Abb.4.1.1) die Registerkarte ´Resources´ aus, so können Sie über das nun erscheinende Fenster Datenblätter zum ELVIS- und zum myDAQ-Modul aufrufen, Hilfe zur Konfiguration der Hardware bekommen oder das Diskussions-Forum besuchen, Abb.4.1.5: Abb.4.1.5: Die Registerkarte ´Resources´: Vielfältige Informationen rund um myDAQ stehen dem Anwender zur Verfügung Allerdings sind viele Informationen (nur) in englischer Sprache verfügbar und für einige Punkte be- nötigen Sie eine Internetverbindung.
  • Seite 21 Experimentieradapterplatine 1 Abb.4.1.6: Die Registerkarte ´My Files´: Eine eigene Verzeichnisstruktur sorgt für einen schnellen Zugriff auf alle myDAQ-Dateien Sie erhalten so (über diese Registerkarte) eine Art ´Schnellzugriff´ auf alle Dateien bzw. Datensät- ze, die direkt mit Ihren myDAQ-Anwendungen zu tun haben. Es bleibt allerdings Ihnen überlassen, ob Sie diese Ablageart verwenden oder sich Ihre eigene Ver- zeichnisstruktur auf der Festplatte erzeugen.

  • Seite 22: Der Experimentieradapterplatine

    Experimentieradapterplatine 1 5. Die Experimentieradapterplatine 1 Die Abb.5.1 zeigt diese vielseitige Experimentieradapterplatine ´Experimentieradapterplatine 1´ und in der Abb.5.2 ist der zugehörige Schaltplan zu sehen: Abb.5.1: Experimentieradapterplatine 1: Potentiometer-LEDs-Taster-Summer- Schraubklemmblock...
  • Seite 23 Experimentieradapterplatine 1 Doppelstockklemme X6: Doppelstockklemme X7: Analogausgang 1 (AO_1) Digital Ein-/Ausgang 0 (DIO_0) Analogausgang 0 (AO_0) Digital Ein-/Ausgang 1 (DIO_1) Analoge Masse (AGND) Digital Ein-/Ausgang 3 (DIO_3) Analoge Masse (AGND) + 15V Versorgungsspannung - 15V Versorgungsspannung Digital Ein-/Ausgang 4 (DIO_4) Doppelstockklemme X8: Doppelstockklemme X9: Digital Ein-/Ausgang 5 (DIO_0)
  • Seite 24 Experimentieradapterplatine 1 Auf dieser Adapterplatine befinden sich folgende Baugruppen: Die beiden Analog-Ausgänge des myDAQs sind auf BNC-Buchsen geführt (X2, X3). Die beiden Analog-Eingänge des myDAQs sind ebenfalls auf BNC-Buchsen geführt (X4, X5). Alternativ können über die Jumper J4 und J5 Potentiometer an die Analog-Eingänge gelegt wer- den mit denen man dann eine Spannung im Bereich zwischen -10 V bis +10 V einstellen kann.
  • Seite 25 Experimentieradapterplatine 1 Abb.5.3: Der Bestückungsplan der Experimentieradapterplatine 1 Bereits ohne LabVIEW-Programmierung kann man nun schon mit dieser Experimentieradapterpla- tine in Verbindung mit den Soft-Frontpanel-Instrumenten, sinnvoll arbeiten. Die größte Leistungsfähigkeit des myDAQs im Zusammenspiel mit der Experimentieradapterplatine 1 ergibt sich allerdings erst dann, wenn man eigene Anwendungen unter LabVIEW entwickelt und realisiert.

  • Seite 26: Experimentieradapterplatine 1 Und Die Sfps

    Experimentieradapterplatine 1 6. Experimentieradapterplatine 1 und die SFPs In diesem Kapitel werden nachfolgend einige der wichtigsten SFPs beschrieben, die einen Stand- Alone-Einsatz des myDAQs mit der Experimentieradapterplatine 1 ermöglichen. 6.1. Digital Writer und die LEDs/Summer Allgemeines: Der myDAQ-Digital Writer (DigOut) ermöglicht es, binäre (logische) Zustände an den digitalen I/O-Port- Pins des myDAQ-Moduls auszugeben.
  • Seite 27 Experimentieradapterplatine 1 Die Bedienung des Digital Writers ist beinahe selbsterklärend und über die LabVIEW-Kontexthilfe Hilfe (´Strg+H´) und über den ´Help´-Button unten rechts erhält man weitere Informationen zu dessen Betrieb. Im Darstellungsbereich werden die Zustände an den Port-Pins (´Line States´) in Form von blauen LEDs dargestellt und darüber sieht man den entsprechenden Binärwert des Portzustandes in hexa- dezimaler Schreibweise (´Numeric Value´).
  • Seite 28 Experimentieradapterplatine 1 Abb.6.1.2: Die Auswahl von LED -Testmustern Es bedeuten hierbei: ´Manual´: Bei Auswahl dieser Betriebsart können über die acht Schiebschalter ´Manual Pattern´ die LEDs (Port-Pins) individuell ein- und ausgeschaltet werden. Wenn Sie auf den ´Run´-Button klicken werden diese Zustände sofort an die Ports/LEDs weitergeleitet: Während des Run-Betriebs sind nun die Zustände über die Schalter beliebig änderbar.
  • Seite 29 Experimentieradapterplatine 1 Jetzt sind nämlich folgende Buttons aktiv freigeschaltet: ´Toggle´: Damit kann auf Knopfdruck das gesamte Bitmuster einfach negiert werden. ´Rotate´: Beim Druck auf diesen Button wird das gesamte Bitmuster um eine Stelle nach rechts oder nach links geschoben, wobei die jeweils ´herausfallenden´ Bits auf der anderen Seite wieder reingeschoben werden.

  • Seite 30: Digital Reader Und Die Taster

    Experimentieradapterplatine 1 Abb.6.1.4: Vielfältige Anzeigemöglichkeiten in unterschiedlichen Zahlenformaten Im Fensterbereich ´Instrument Control´ (s. Abb.6.1.1) können weitere Einstellungen getätigt wer- den: Im ´Device´-Fenster wird die gewünschte DAQ-Einheit festgelegt und beim ´Generation Mode´ kann man festlegen, ob die Ausgabe der Portzustände nur einmalig, durch Knopfdruck auf ´Run´ erfolgen soll, oder ob ein kontinuierlicher Ausgabebetrieb gewünscht ist.
  • Seite 31 Experimentieradapterplatine 1 Beachten: Wenn eine dieser Gruppen als Eingangsgruppe festgelegt worden ist, kann diese Gruppe nicht mehr gleichzeitig als Ausgangsgruppe für den Digital Writer (s. Kap. 6.1) parametriert werden (und umgekehrt). Wird dieses dennoch versucht, so erscheint eine entsprechende Fehlermeldung, wenn Digital Rea- der und Digital Writer gleichzeitig betrieben werden sollen.
  • Seite 32 Experimentieradapterplatine 1 Abb.6.2.2: Die grundlegenden Einstellungen beim Digital Reader Wichtig sind die ´Configuration Settings´: hier wird festgelegt, welche Port-Pin-Gruppe (welche Port-Pins) als Eingang benutzt werden soll (´Lines to Read´). Im ´Device´-Fenster wird die gewünschte DAQ-Einheit festgelegt und beim ´Acquisition Mode´ kann man festlegen, ob die Erfassung der Portzustände nur einmalig, durch Knopfdruck auf ´Run´...

  • Seite 33: Function Generator

    Experimentieradapterplatine 1 6.3 Function Generator       Allgemeines: Dieses SFP stellt dem Anwender einen kleinen, aber vielseitig einsetzbaren Funktionsgenerator zur Verfügung, bei dem die Signalausgabe über einen der beiden Analogausgänge AO_0 oder AO_1 erfolgt. Diese Signale können bei der Experimentieradapterplatine 1 sehr einfach über die BNC-Buchsen X2 oder X3 ausgegeben und in eigenen Schaltungen weiter verarbeitet werden.

  • Seite 34: Bedienung

    Experimentieradapterplatine 1 - Amplitude: 0 bis 10 V Beachten: Diese Amplitudenangabe bezieht sich hierbei immer auf den Peak-to-Peak-Wert, also auf den Spitze-Spitze-Wert. Die ´eigentliche Amplitude´ ist dann nur halb so groß. - Hinzufügbarer Gleichspannungsoffset: -5 V bis +5 V - Maximaler Ausgangsstrom je Kanal: 2 mA - Sonderbetriebsarten: - Einstellbares Frequenz-Wobbeln (´Frequency Sweep´)

  • Seite 35: Oscilloscope Zur Signal- Und Spannungsmessung

    Experimentieradapterplatine 1 weils ausgegebene Signalfrequenz wird parallel auf dem Display angezeigt und dieser Frequenz- Sweep funktioniert mit jeder der drei Signalformen. In der Zeile  wird das gewünschte myDAQ-Modul (´Device´) ausgewählt und der Analogausgang für die Ausgabe des Frequenzsignals festgelegt (´Signal Route´). Die noch vorhandenen ausgegrauten Felder sind nur bei ELVIS-Systemen in Betrieb und haben daher bei myDAQ-Modulen keine Funktion.
  • Seite 36 Experimentieradapterplatine 1 Die Signaleinspeisung erfolgt über die Analog-Eingänge AI_0 und AI_1 bzw. über AudioInput Left und AudioInput Right. Eine Autoscale-Funktion und Messungen mit Cursorn komplettieren den Funktionsumfang. Beim Einsatz der Experimentieradapterplatine 1 erfolgt die Einspeisung der Messsignale: über die BNC-Buchsen X4 und X5 oder über die Anschlüsse der Doppelstockklemme X9 oder über die beiden Potentiometer R6 und R7, wenn Spannungssignale im Bereich von -10 V bis +10 V simuliert werden sollen.
  • Seite 37 Experimentieradapterplatine 1 Signalform: Sinus Frequenz: 2 kHz Amplitude: 5 Vpp DC-Offset: Signalausgabe: über AO_0 Klicken auf RUN Verbinden Sie nun auf der Experimentieradapterplatine 1 die BNC-Buchsen X2 (Analogausgang AO_0) und X4 (Analogeingang AI_0+) mit einer ca. 60 cm langen BNC-Messleitung. Stecken Sie die Jumper J1 (Verbindung von Analog- und Digital-Ground) und J2 (Verbindung von AI_0- nach Analog-Ground).
  • Seite 38 Experimentieradapterplatine 1 Hinweis: Auf Ihrem Computer-Monitor erscheint das Oszillogramm mit schwarzem Hintergrund. Da diese Darstellung aber drucktechnisch sehr ungünstig ist, haben wir für unsere Bildschirmaus- drucke die Hintergrundfarbe auf ´weiß´ umgestellt. Wie man dieses durchführt, erfahren Sie natürlich auch noch in den nachfolgenden Ausführungen. Nun können wir anhand dieses Signals die grundlegenden Funktionen des myDAQ-Oszilloskops näher beschreiben.
  • Seite 39 Experimentieradapterplatine 1 Stellen Sie nun einmal vorab ein, Abb.6.4.3: Abb.6.4.3: Die ersten Grundeinstellungen des Oszilloskops (im 2-Kanal-Betrieb) Im Fenster ´Channel 0 Settings´: Vertikalablenkung ´Scale´: 500 mV Im Fenster ´Timebase´: Zeitablenkung ´Time´: 100 µs Im Fenster ´Trigger´: Trigger ´Type´: Edge Trigger ´Level´: 0,2 V Mit diesen Einstellungen erhalten Sie ein stabiles, auswertbares Oszillogramm.
  • Seite 40 Experimentieradapterplatine 1 Der Darstellungs- und Messbereich, Abb.6.4.4: Toggle Abb.6.4.4: Der Darstellungs- und Messbereich (im 2-Kanal-Betrieb) Rechts oben, oberhalb der Oszillogramme, wird die aktuelle Sample-Rate angezeigt, mit der das Oszilloskop gerade arbeitet. Dieser Wert wird vom Oszilloskop automatisch, in Abhängigkeit von der ausgewählten Zeitablenkung, eingestellt und kann maximal 200 kS/s betragen.
  • Seite 41 Experimentieradapterplatine 1 Die grüne LED ´Timeout´, rechts außen in der Zeile der Cursor-Messwerte, leuchtet auf, wenn keine Signaltriggerung erfolgt ist, wenn also kein Signal anliegt oder wenn die Triggerung falsch eingestellt ist. Über dem Oszillogramm wird dann angezeigt: ´*** Waiting for Trigger ***´. Unter dem Messwertebereich befindet sich das Steuerfeld für den Cursorbetrieb (´Cursors Set- tings´): hier kann festgelegt werden, ob die Cursor ein- oder ausgeschaltet werden sollen und wel- chen Kanal der jeweilige Cursor ausmessen soll.
  • Seite 42 Experimentieradapterplatine 1 Auf der Registerkarte ´Plots´ lassen sich die Eigenschaften der Kurvendarstellungen für jede der beiden Kurven festlegen. Zunächst wählt man im oberen Fenster die gewünschte Kurve bzw. den gewünschten Kanal aus. In den darunter liegenden sechs weiteren Teilfenstern lassen sich nun folgende Eigenschaften der graphischen Darstellung festlegen: Die Art der Kurvenlinie: durchgezogen oder auf verschiedene Arten gestrichelt.
  • Seite 43 Experimentieradapterplatine 1 Abb.6.4.6: Die Kanaleinstellungen Hier wird zunächst festgelegt, welcher Analogeingang auf welchem Kanal dargestellt werden soll (´Source´). Dann kann die Darstellung der Kanäle ein- oder ausgeschaltet werden (´Enabled´). Die Felder ´Probe´ (Tastkopf-Teilerverhältnis, hier immer fest auf ´1´) und ´Coupling´ (hier immer fest ´DC- Coupling´...
  • Seite 44 Experimentieradapterplatine 1 Abb.6.4.7: Die Einstellungen der Zeitbasis und der Triggerung Bei ´Timebase´ wird der gewünschte Zeitablenkungsfaktor eingestellt und im Feld ´Trigger´ erfol- gen die Festlegungen für die Triggerung: Die Art der Triggerung (´Type´): keine Triggerung (´Immediate´) oder Flankentriggerung (´Edge´). Die Triggerflanke (´Slope´): steigend oder fallend. Die Triggerquelle (´Source´): Kanal 0 oder Kanal 1.

  • Seite 45: Die Print-Funktion

    Experimentieradapterplatine 1 Abb.6.4.8: Die zusätzlichen Kontrollmöglichkeiten für das Oszilloskop Im Feld ´Device´ kann die gewünschte Datenerfassungseinheit ausgewählt werden: in unserem Fall ist aber nur ein myDAQ-Modul namens ´myDAQ1´ am Rechner angeschlossen, so dass es hier keine weiteren Auswahlmöglichkeiten gibt. Das ´Device-Feld´ kann nur verändert werden, wenn das Oszilloskop steht.
  • Seite 46 Experimentieradapterplatine 1 Abb.6.4.9: Die Druckfunktion des Oszilloskops In den oberen beiden Zeilen (´Printer´ bzw. ´File´) kann entweder ein Drucker zum Sofort-Ausdruck oder eine png-Bild-Datei zur Abspeicherung des Oszillogramms ausgewählt werden. Die ´Print Options´ legen fest, wie der Ausdruck gestaltet werden soll: ´Print Ink Saver Mode: ist diese Betriebsart angeklickt, so wird ein Ausdruck in schwarz- weiß...
  • Seite 47 Experimentieradapterplatine 1 Abb.6.4.10: Ausdruck mit pdf-Drucker erstellt: im Print Ink Saver Mode, ohne User name, mit Computer name und mit Time stamp (im 2-Kanal-Betrieb) Diese Print-Funktion funktioniert allerdings nur dann, wenn das Oszilloskop steht, d.h. wenn ein Oszillogramm komplett aufgezeichnet worden ist. Während der Aufzeichnung des Oszillogramms ist diese Funktion nicht aktivierbar.

  • Seite 48: Zwei-Kanal-Betrieb

    Experimentieradapterplatine 1 Durch Klicken auf den ´Help´-Button erscheint eine englischsprachige Kurzbeschreibung zum Os- zilloskop. Anwendungen Die Anwendungs- bzw. Einsatzmöglichkeiten dieses Oszilloskops sind natürlich ´unermesslich´ groß und bleiben Ihrer Phantasie überlassen. Ändern Sie daher einmal ´viele Einstellungen´ beim Funktionsgenerator und beobachten Sie die Ergebnisse auf dem Oszilloskop. Zwei-Kanal-Betrieb Über den Analog-Eingang AI_1 kann ein zweites Signal eingespeist werden, so dass das SFP- Oszilloskop auch als 2-Kanal-Oszilloskop betrieben werden kann.
  • Seite 49 Experimentieradapterplatine 1 Abb.6.4.11: Die Simulation von Spannungsmesswerten mit Hilfe der Potentiometer auf der Experimentieradapterplatine 1 (im 2-Kanal-Betrieb) Aktivieren Sie dazu noch den Kanal 1 (Ankreuzen von ´Enabled´ im Fenster ´Channel 1 Settings´) Aktivieren Sie die Cursor-Messung durch Ankreuzen von ´Cursors On´ im Fenster ´Cursor Set- tings´...

  • Seite 50: Bode-Plotter Und Der Rc-Tiefpass

    Experimentieradapterplatine 1 6.5 Bode-Plotter und der RC-Tiefpass Das Ausgangsproblem: Viele elektronische Schaltungen und Systeme (i.a. Netzwerke) werden mit (sinusförmigen) Wech- selsignalen betrieben, z.B. Verstärker, Filter, Regelstrecken, Sende- und Empfangsstufen, etc. Daher möchte man natürlich wissen, wie sich solche Netzwerke verhalten, wenn man verschiedene Signale einspeist, d.h.
  • Seite 51 Experimentieradapterplatine 1 Am Eingang der zu untersuchenden Schaltung wird ein durchstimmbarer Frequenzgenerator angeschlossen, der ein sinus-förmiges Ausgangssignal erzeugt (≡ Eingangssignal für die Schal- tung):   û sin( mit: û ≡ Eingangsamplitude des Signals, einstellbar ω ≡ 2*π*f, mit f ≡ Frequenz des Signals, einstellbar Phasenverschiebung ≡...

  • Seite 52: Der Amplitudengang

    Experimentieradapterplatine 1 Der Amplitudengang Merke: Der Amplitudengang Die graphische Darstellung des Verhältnisses der beiden Amplitudenwerte zueinander (û /û aufgetragen über die eingespeiste Frequenz, nennt man Amplitudengang (Amplitudenverhältnis als Funktion der Frequenz). Hierbei kann das Amplitudenverhältnis linear oder in Dezibel (dB) aufgetragen werden. Die -3 dB-Grenzfrequenz Zur weitergehenden Charakterisierung des Übertragungsverhaltens eines Netzwerkes wird sehr oft die so genannte ´Übertragungsbandbreite´...
  • Seite 53 Experimentieradapterplatine 1 de von 70% des Eingangssignals. Diese Amplitudenabsenkung entspricht einem Reduktionsfaktor von 1/√2 (=0,707 ≈ 70%) oder eben -3dB. Frequenzen unterhalb der Grenzfrequenz werden umso besser durchgelassen je niedriger sie sind, Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz werden umso stärker abgeschwächt, je höher sie sind. Den Frequenzbereich von 0 Hz (≡...
  • Seite 54 Experimentieradapterplatine 1 Widerstand des Komplexer Ge- Kondensators C samtwiderstand Z Phasenwinkel φ = +45° Widerstand R Hierbei ist Z der komplexe Gesamtwiderstand, der sich aus der Parallelschaltung von R und C ergibt. Weiterhin erkennt man hier sehr schön, dass sich beim Vorliegen der Grenzfrequenz ein Phasen- winkel von φ...

  • Seite 55: Eigenschaften Des Bode-Plotters

    Experimentieradapterplatine 1 Das Bode-Diagramm Diese beiden Diagramme – der Amplitudengang und der Phasengang – bilden nun zusammen das so genannte ´Bode-Diagramm´ mit dem man sehr anschaulich und sehr umfassend das fre- quenzabhängige Übertragungsverhalten eines (komplexen) Netzwerkes darstellen kann. Die Erstellung (Erfassung) eines Bode-Diagramms erfolgt nun weitgehendst automatisch durch die Verwendung eines Bode-Diagramm-Plotters (Bode-Analysator, Netzwerkanalysator): hierbei sind in einem einzigen Messgerät der durchstimm- bare Frequenzgenerator und das Zwei-Kanal-Oszilloskop vereint.
  • Seite 56 Experimentieradapterplatine 1 Bedienung Die grundsätzliche Schaltung zur Aufnahme des Bode-Diagramms zeigt die Abb.6.5.2: SFP-Instrument: Bode-Plotter Zeichnung des Bode-Diagramms: Amplitudengang Phasengang Durchstimmbarer Erfassung und Frequenzgenerator: Auswertung der 0 bis 20 kHz beiden Signale 0 bis 5 V (t) und u AI_1+ AI_0+ AO_0 „Die...

  • Seite 57: Ai_0+ ≡ X9/5 Und Jumper J4: ´1

    Experimentieradapterplatine 1 Hierbei gilt: Gespeist wird die zu untersuchende Schaltung an ihrem Eingang durch den durchstimmba- ren Frequenzgenerator, dessen Ausgangssignal am Anschluss AO_0 des myDAQs abge- griffen wird. In der Terminologie des Bode-Plotters nennt man dieses Signal auch ´Stimulus´. Gleichzeitig wird dieses Stimulussignal in den Analogeingang AI_0+ eingespeist. Damit liegt dann im Bode-Plotter das Signal u (t) vor.
  • Seite 58 Experimentieradapterplatine 1 In dieser Abbildung sind schon die entsprechenden Anschlüsse und die zu steckenden Jumper am myDAQ angegeben, so dass diese Schaltung ganz einfach ´fliegend´ an der Doppelstockklemme der Experimentieradapterplatine 1 ´zusammengeschraubt´ werden kann, Abb.6.5.4: Abb.6.5.4: Die fliegende Verdrahtung des Tiefpasses am myDAQ-Stecker Da man sich mit den Messfrequenzen noch im NF-Bereich (1 Hz –...
  • Seite 59 Experimentieradapterplatine 1   Als Bauteilwerte wählen wir hier: R = 120 Ω C = 100 nF. Damit ergibt sich dann rechnerisch eine Grenzfrequenz von = 13,26 kHz. ´Schrauben´ Sie nun diese Schaltung an der Doppelstockklemme ´zusammen´ und starten Sie das SFP-Instrument ´Bode´...
  • Seite 60 Experimentieradapterplatine 1 Hinweise: 1) Der schwarze Hintergrund der beiden Bode-Diagramme auf dem Monitor ist drucktechnisch nur sehr schwer zu handhaben und viele Informationen innerhalb der Diagramme gehen beim Buchdruck durch diesen schwarzen Hintergrund verloren. Und leider kann man bei diesem SFP-Instrument die Hintergrundfarbe der Diagramme nicht ändern.
  • Seite 61 Experimentieradapterplatine 1 In der ersten Zeile erkennt man, dass die Festlegungen der Mess-Kanäle für das Stimulus- und für das Response-Signal bei Verwendung des myDAQ-Moduls unveränderbar fest vorgegeben sind: - Stimulus (Eingangssignal) immer fest über AI_0 - Response (Ausgangssignal) immer fest über AI_1. Mit ´Start Frequency´...
  • Seite 62 Experimentieradapterplatine 1 Abb.6.5.7: Das Bode-Diagramm des Tiefpassfilters, aufgenommen über den gesamten mög- lichen Frequenzbereich von 0 - 20 kHz Man kann jetzt sehr schön die -3-dB-Grenzfreqeunz ermitteln: Mit dem Cursor (s. nachfolgend) wurde ein Messpunkt angefahren, bei dem das Amplitudenverhält- nis bei ca.
  • Seite 63 Experimentieradapterplatine 1 Man erreicht den -3dB-Punkt so natürlich nicht 100%ig exakt, da der Cursor ja immer nur von Messwert zu Messwert springen kann. Man erkennt allerdings auch, dass die berechnete Grenzfrequenz nicht mit der gemessenen Grenz- frequenz übereinstimmt: Berechnet (Soll): 13,26 kHz Gemessen (Ist): 14,13 kHz...
  • Seite 64 Experimentieradapterplatine 1 Die Abb.6.5.9 zeigt den Bereich der Cursor-Steuerung: Abb.6.5.9: Die Cursor-Steuerung Wenn der Cursor aktiviert ist (´Cursors On´ ist angehakt), so können Sie die beiden Cursor-Linien (rote horizontale und rote vertikale Linie) entweder mit der Maus in den Diagrammen horizontal oder vertikal verschieben oder Sie benutzen dazu die Positionssteuertasten ´Left´...

  • Seite 65: Labview

    Experimentieradapterplatine 1 7. LabVIEW Bisher haben Sie schon einen Teil der Leistungsfähigkeit des myDAQ-Moduls kennengelernt, in- dem Sie die bereits fertig erstellten SFP-Instrumente in Verbindung mit unserer Experimentieradap- terplatine 1 eingesetzt haben (≡ Stand-Alone-Betrieb des myDAQs). Eine eigene Programmierar- beit, egal in welcher Sprache, war dazu bisher allerdings nicht notwendig. Seine weitaus größten Fähigkeiten und Einsatzmöglichkeiten entwickelt das myDAQ mit der Experimentieradapterplatine 1 aber erst dann, wenn es entsprechend optimal programmiert in exakt zugeschnittenen Applikationen eingesetzt wird.

  • Seite 66: Der Daq-Assistent

    Experimentieradapterplatine 1 7.1 Der DAQ-Assistent Dieser LabVIEW-Assistent ist letztendlich ein kleines Hilfsprogramm, das den Anwender dialogge- steuert über mehrere Konfigurationsfenster nach seinen ´Applikationswünschen mit den my- DAQ-Komponenten´ fragt und wenn alle Antworten vorliegen, erstellt dieser Assistent selbststän- dig ein neues Express-VI, indem alle notwendigen DAQmx-Treiber schon richtig konfiguriert zu- sammengestellt und verbunden worden sind.
  • Seite 67 Experimentieradapterplatine 1 Start der Grund- Funktionssymbol des initialisierung DAQ-Assistenten Abb.7.1.1: Der erste Aufruf des DAQ-Assistenten Und danach startet der interaktive Einstellungsprozess zur Generierung des Express-VIs, Abb.7.1.2: Erklärungen zu den jeweiligen Inhalten bzw. zu den Auswahl-/Einstellmöglichkeiten im rechten Fenster. Durch Klicken auf die grün hinterlegten Stich- worte erhält man weitergehende Informationen...
  • Seite 68 Experimentieradapterplatine 1 Wir machen den weiteren Ablauf am Beispiel einer myDAQ-Spannungsmessung klar: Erweitern Sie daher den Punkt ´Signale erfassen´ im rechten Fenster durch Klicken auf das ´+´- Kästchen, Abb.7.1.3: Alle ERFASSBAREN Signalarten Abb.7.1.3: Die Signalerfassung - ganz allgemein Es werden nun grundsätzlich erst einmal ganz allgemein alle in einem DAQ-System erfassbaren Signalarten (Signalgruppen) angezeigt.
  • Seite 69 Experimentieradapterplatine 1 Abb.7.1.4: Die ´weite Welt´ der erfassbaren analogen Eingangssignale Im nun erscheinenden Menü wird eine große Vielfalt von erfassbaren analogen Größen aufgelistet, wobei es zu einigen Punkten sogar noch Untermenüs mit weiteren Eintragungen gibt (Temperatur, Position, Kraft, …). Wir wählen gemäß unserem Mess-Wunsch die analoge Größe ´Spannung´ aus und nun zeigt sich ´schlagartig´...
  • Seite 70 Experimentieradapterplatine 1 Erkannt ! Diese Eingänge stehen bei diesem Modul zur Spannungsmessung zur Verfügung. Abb.7.1.5: Der DAQ-Assistent erkennt sie alle! Der DAQ-Assistent erkennt sofort alle angeschlossenen DAQ-Module von NI mit allen Ihren Eingängen, die zur Spannungsmessung geeignet sind und bietet diese dem Anwender nun zur individuellen Auswahl an! In unserem Beispiel bedeutet das: Der DAQ-Assistent hat ein myDAQ-Modul erkannt und diesem zunächst den Namen ´myDAQ1´...
  • Seite 71 Experimentieradapterplatine 1 Übersetzung der Knopf-Beschriftungen von NI gewählt worden. In den nachfolgenden neueren Ver- sionen des DAQ-Assistenten heißt diese Schaltfläche dann auch wesentlich passender ´Fertigstellen´. Wir werden nachfolgend beide Bezeichnungen verwenden). Und nun erscheint das Hauptfenster des DAQ-Assistenten, in dem alle wesentlichen Eingaben und Festlegungen zur Durchführung der Spannungsmessung gemacht werden (also alle Eingaben und Festlegungen zur Erzeugung des virtuellen Kanals mit dem Eingang ´ai0´, der hinterher in LabVIEW benutzt werden kann).
  • Seite 72 Experimentieradapterplatine 1  In diesem Fenster finden Sie ganz allgemeine Zusatzinformationen zu der von Ihnen ausgewählten bzw. festgelegten Messung. Hier also: zur analogen Spannungsmessung.  In diesem Fenster sind die (physikalischen) Kanäle aufgeführt, die zur Messung eingerichtet wur- den. In unserem Fall: ein Kanal zur Spannungsmessung. Fahren Sie mit dem Mauszeiger in dieses Feld, so erhalten Sie im Fenster ...
  • Seite 73 Experimentieradapterplatine 1 Die Messwerte der verschiedenen Kanäle werden jetzt im Express-VI erfasst, zusammengebündelt und gemeinsam am Datenausgangsanschluss ausgegeben (s. später). Dort können sie dann wie- der in die einzelnen Werte aufgeschlüsselt und weiter verarbeitet werden. Allerdings sind hierbei einige wichtige Randbedingungen zu beachten: Aufgrund der Hardware-Struktur der jeweiligen DAQ-Karten können nicht immer alle Erfassungska- näle beliebig in einer Task (≡...
  • Seite 74 Experimentieradapterplatine 1  In diesem Feld können Sie die Einstellungen für die Spannungsmessung durchführen: minimale und maximale Messspannung und die Einheit dazu. Tragen Sie hier einmal ein: Messbereich von -10 bis 10 V und Einheit ´V´ (eine andere Einheit lässt sich hier auch nicht auswählen).
  • Seite 75 Experimentieradapterplatine 1 Abb.7.1.9: Die ersten Grundeinstellungen im DAQ-Assistenten  In diesem Fenster findet man eine weitere, sehr interessante Eigenschaft des DAQ-Assistenten: hier können Sie ihre Einstellungen testen, schon reale Messwerte mit dem myDAQ-Modul erfassen und auf einfache Art und Weise darstellen. Experimentieradapterplatine 1 - Anwendungen Stecken Sie nun die Experimentieradapterplatine 1 an das myDAQ-Modul und setzen Sie, sofern noch nicht geschehen, folgende Jumper:...
  • Seite 76 Experimentieradapterplatine 1 Dadurch haben Sie das Potentiometer R6 auf den myDAQ-Eingangskanal AI_0 geschaltet und können nun damit Spannungen im Bereich von -10 V bis +10 V einstellen (simulieren), die dann erfasst, aufgezeichnet und dargestellt werden. Klicken Sie jetzt auf den Button ´Ausführen´ und drehen Sie fortlaufend das Potentiometer R6 auf der Experimentieradapterplatine 1 rauf und runter.
  • Seite 77 Experimentieradapterplatine 1 Übung: Konfigurieren Sie zusätzlich einen zweiten Kanal zur Spannungsmessung über den Eingang ´ai1´ des myDAQ-Moduls. Stellen Sie den Erfassungsmodus für beide Kanäle auf ´1 Wert (auf Anforderung)´ ein und die Darstellungsart auf ´Diagramm´. Stecken Sie auf der Experimentieradapterplatine den Jumper J3 und den Jumper J5 auf die Stel- lung ´2-3´.
  • Seite 78 Experimentieradapterplatine 1 Abb.7.1.12: Passende Namen verbessern das Verständnis im Blockdiagramm Abschluss schließen jetzt noch ´Signalverlaufsdiagramm´ (namens ´Spannungsverläufe´) und zwei ´numerisches Anzeigeelemente´ zur Anzeige der einzelnen Spannungswerte an den Datenausgang des Express-VIs an, Abb.7.1.13: Abb.7.1.13: Die Visualisierung der gemessenen Spannungswerte (´2-Kanal-Spg.vi´)
  • Seite 79 Experimentieradapterplatine 1 Somit können wir nun die erfassten Spannungswerte zahlenmäßig und in Form eines Kurvenver- laufs sichtbar machen. Schalten Sie daher um auf das Frontpanel und gestalten Sie dieses nach Ihren Vorstellungen, z.B. wie in Abb.7.1.13. Speichern Sie jetzt das VI ab, z.B. unter dem Namen ´2-Kanal-Spg.vi´. Nun können Sie das VI auf dem Frontpanel starten, indem Sie auf den Button ´Ausführen´...

  • Seite 80: Experimentieradapterplatine 1 Und Der Daq-Assistent

    Experimentieradapterplatine 1 8. Experimentieradapterplatine 1 und der DAQ-Assistent In diesem Kapitel sollen Sie mit dem DAQ-Assistenten selber eigene Anwendungen unter LabVIEW erstellen und austesten. 8.1 LED- und Summer-Betrieb LED-Einzelansteuerung Beginnen wir mit der Einzelansteuerung der LEDs, Abb.8.1.1: Abb.8.1.1: Die Einzelansteuerung von LEDs (´LED-Einzel.vi´)
  • Seite 81 Experimentieradapterplatine 1 Konfiguration des DAQ-Assistenten Nach der Positionierung des DAQ-Assistenten auf dem Blockdiagramm konfigurieren Sie: Signale erzeugen Digitale Ausgabe Ausgabe über Leitung Auswahl aller ´port0/lines´ des myDAQs Klicken auf ´Beenden´ bzw. ´Fertigstellen´. Das Ergebnis zeigt die Abb.8.1.2: Abb.8.1.2: Die Konfiguration der digitalen Port-Lines als Einzelausgänge Klicken Sie nun auf ´OK´...
  • Seite 82 Experimentieradapterplatine 1 Sollen in der späteren Anwendung nur eine, zwei, drei, usw. LEDs angesteuert werden, so wählt man zuvor beim DAQ-Assistenten weniger Port-Lines aus und schließt ein 1D-Array mit geringerer Elementanzahl an. Ansteuerung des gesamten digitalen Ports: LED-Blinker Als Nächstes soll ein periodisches LED-Blinklicht realisiert werden, Abb.8.1.3: Abb.8.1.3: Frontpanel und Blockdiagramm des LED-Blinkers (´Blink-1.vi´)
  • Seite 83 Experimentieradapterplatine 1 Konfiguration des DAQ-Assistenten Nach der Positionierung des DAQ-Assistenten auf dem Blockdiagramm konfigurieren Sie: Signale erzeugen Digitale Ausgabe Ausgabe über Port Auswahl von ´port0´ des myDAQs Klicken auf ´Beenden´ bzw. ´Fertigstellen´. Das Ergebnis zeigt die Abb.8.1.4: Abb.8.1.4: Die Konfiguration des digitalen Ports komplett als Ausgang Klicken Sie nun auf ´OK´...
  • Seite 84 Experimentieradapterplatine 1 Dass dies extrem schnell erfolgt (im µs-Bereich) muss man zwischen den Wechseln eine Wartezeit einfügen (´Geschwindigkeit in ms´), damit das ´träge´ menschliche Auge auch das Blinken erken- nen kann. Bei  wird das gewünschte 8-stellige Bitmuster zur Ansteuerung der LEDs in das Express-VI ein- gespeist und hierbei ergibt sich ein kleines Problem: die Eingangsdaten müssen dort als 1D-Array mit einem Element angelegt werden.

  • Seite 85: Erfassung Von Tastendrücken

    Experimentieradapterplatine 1 8.2 Erfassung von Tastendrücken Nachfolgend werden wir uns mit der Erfassung von binären Signalen durch den DAQ-Assistenten beschäftigen, Abb.8.2.1: Abb.8.2.1: Die Erfassung von Tastendrücken (´Taste-1.vi´) Mit diesem VI werden die Betätigungen der vier Tasten auf der Experimentieradapterplatine 1 er- fasst und dargestellt.
  • Seite 86 Experimentieradapterplatine 1 Das Ergebnis zeigt die Abb.8.2.2: Abb.8.2.2: Die Konfiguration der digitalen Port-Lines als Einzeleingänge Klicken Sie nun auf ´OK´ und das konfigurierte Express-VI wird in das Blockdiagramm eingefügt. Am Ausgang des so konfigurierten Express-VIs steht nun ein 1D-Array aus vier boole´schen Ele- menten zur Verfügung.

  • Seite 87: Frequenzmesser

    Experimentieradapterplatine 1 8.3 Frequenzmesser Ein Messgerät, das im Umfang der ELVIS-SFP-Instrumente sicherlich noch fehlt, ist ein Frequenzmesser. Solch ein Messgerät ist aber unter LabVIEW mit dem DAQ-Assistenten sehr einfach selbst zu pro- grammieren. Wichtig: Die Pegel bei der Frequenzmessung Bei der Frequenzmessung mit dem myDAQ wird das zu messende Signal am digitalen I/O-Port-Pin DIO 1 eingespeist und das bedeutet, dass man sehr genau auf die Pegel dieses Signals achten muss, um den Eingang nicht zu zerstören ! Die digitalen Port-Pins des myDAQs sind im Eingangsbetrieb für LVTTL-Pegel ausgelegt, also für...
  • Seite 88 Experimentieradapterplatine 1 Abb.8.3.1: Die Konfiguration des DAQ-Assistenten zur Frequenzmessung Konfiguration des DAQ-Assistenten Signale erfassen Zählergestützte Erfassung Frequenz In danach folgendem Fenster wählen Sie ´myDAQ1\ctr0´ und bestätigen Ihre Festlegungen durch Klicken auf ´Beenden´ bzw. ´Fertigstellen´. Nun öffnet sich das eigentliche Konfigurationsfenster für die Messung von Frequenzen mit dem myDAQ, Abb.8.3.2:...
  • Seite 89 Experimentieradapterplatine 1 Abb.8.3.2: Das Konfigurationsfenster zur Messung von Frequenzen Hier müssen Sie lediglich die maximale Messfrequenz festlegen, z.B. 100 kHz. Danach klicken Sie auf ´OK´ und fertig ist der Frequenzzähler! Auf dem Blockdiagramm schließen Sie am Datenausgang des Express-VIs einfach ein numeri- sches Anzeigeelement an und gestalten das Frontpanel nach Ihren Vorstellungen, Abb.8.3.3:...
  • Seite 90 Experimentieradapterplatine 1 Abb.8.8.3: Frontpanel und Blockdiagramm des Frequenzmessers (´Freq-Mess-1.vi´) Dieses Frequenzzähler-VI kann man nun sehr gut mit dem myDAQ-Funktionsgenerator und dem myDAQ-Oszilloskop austesten. Erstellen Sie dazu an den Schraubklemmen unserer Experimentieradapterplatine 1, mit einer klei- nen isolierten Drahtbrücke, folgende Verbindung und stecken Sie folgende Jumper: Ausgang AO_0 --->...
  • Seite 91 Experimentieradapterplatine 1 Rufen Sie nun den myDAQ-Funktionsgenerator auf und stellen Sie ein, Abb.8.8.4: Abb.8.8.4: Die Einstellungen des myDAQ-Funktionsgenerators Signalform: Rechteck Amplitude: 4,00 V DC Offset: +2 V Signalausgang: AO_0 Damit erhalten Sie am Ausgang AO_0 ein Rechtecksignal mit den Pegeln 0 V / +4 V, das somit ´unschädlich´...
  • Seite 92 Experimentieradapterplatine 1 Abb.8.8.5: Die Kontrolle der Funktionsgenerator-Einstellungen mit dem myDAQ-Oszilloskop Erst wenn die Signalpegel in Ordnung sind, verbinden Sie den Analogausgang AO_0 mit dem Digital-Port-Pin DIO_1 (X6/2 <---> X7/2) und starten das VI. Wenn Sie nun die Frequenzeinstellung am Funktionsgenerator variieren, können Sie sowohl am Oszilloskop als auch am Frequenzmesser die ausgesendete Frequenz messen, d.h.

  • Seite 93: Temperaturmessung

    Experimentieradapterplatine 1 Abschließend sehen Sie in Abb.8.8.6 alle drei Messgeräte auf einen Blick: Abb.8.8.6: Drei myDAQ-Geräte im gemeinsamen Einsatz 8.4 Temperaturmessung Nun soll abschließend einmal mit dem myDAQ und der Experimentieradapterplatine 1 ein elektro- nisches Thermometer realisiert werden. Die Grundlage dazu bildet ein temperaturabhängiger Widerstand, ein KTY81-110 der Firma NXP. Dieses Bauteil ist ein Silizium-Halbleiter-Temperatursensor (PTC-Verhalten), der seinen Ge- samtwiderstandswert in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur ändert.

  • Seite 94: Eigenerwärmung

    Experimentieradapterplatine 1 Kennlinienverlauf Aus dem Datenblatt des KTY81-110er lässt sich der Widerstandswert (tabellarisch) in Abhängigkeit von der jeweiligen äußeren Umgebungstemperatur ermitteln. Trägt man diese Temperaturwerte in Abhängigkeit vom gemessenen Widerstand Rx graphisch auf, so erkennt man, dass dieser Verlauf (leider) mehr oder weniger stark nichtlinear ist. Diese leichte ´Krümmung´ im KTY81-110er-Verlauf hat nun zur Folge, dass man aus dem gemessenen Widerstand nicht so einfach, z.B.
  • Seite 95 Experimentieradapterplatine 1 Abb.8.4.1: Die maximalen Messströme (I ) für den KTY81 in Abhängigkeit von der zu mes- cont senden Umgebungstemperatur (T (Aus: Philips Semiconductors – Datenblatt KTY81-1 series) So erkennt man z.B., dass bei Messung im Bereich von 0°C bis +50°C der maximale Messstrom 8 mA nicht übersteigen sollte.

  • Seite 96: Fremderwärmung

    Experimentieradapterplatine 1 Daher findet man bei praktischen Realisierungen im Temperaturbereich von 0°C bis +50°C (oder sogar für tiefere bzw. höhere Temperaturen) sehr oft die Kombination: KTY81er in Reihe mit einem Widerstand von 1 kΩ bzw. 2,7 kΩ bei einer anliegenden Ge- samtspannung von +5 V für diesen Spannungsteiler.
  • Seite 97 Experimentieradapterplatine 1 AO_0 ≡ X6/2 Rref = 2,7 kΩ Uref AI_0+ ≡ X9/5 Temperatur und J4: ´1-2´ Umess KTY81-110 = Rx AI_0- ≡ X9/6 Brücke = J2 gesteckt AGND Abb.8.4.2: Die Beschaltung der Experimentieradapterplatine 1 Rref hat hier einen Wert von 2,7 kΩ damit wir bei einer festen (unverstellbaren) Messspannung Umess von +5 V den Analogausgang des myDAQs nicht überlasten.
  • Seite 98 Experimentieradapterplatine 1 KTY-81-110 - abgesetzt Abb.8.4.3: Die Verdrahtung der Experimentieradapterplatine 1 mit abgesetztem KTY81er Rechnerisch erhält man nun als Bestimmungsgleichung für den aktuellen KTY81-110er- Widerstandswert (≡ Rx):    Den eigentlichen Messbereich für Ux kann man hier nun etwas genauer einstellen, denn es gilt ja zunächst gem.
  • Seite 99 Experimentieradapterplatine 1    Der minimal mögliche Wert ´Rx,min´ des KTY81-110ers bei einer Temperatur von -55°C ist nun 475 Ω. Damit ergibt sich für Ux,min = 0,748 V Der maximal mögliche Wert ´Rx,max´ des KTY81-110ers bei einer Temperatur von +150°C ist nun 2277 Ω.
  • Seite 100 Experimentieradapterplatine 1 Bei  wird die benötigte Messspannung von +5 V eingestellt. Dazu ist dieses Express-VI (DAQ-Assistent) wie folgt zu konfigurieren: Spannungsausgang: Signalausgangsbereich: +0 V bis +5 V Schaltungsart: Signalerzeugungsmodus: 1 Wert (auf Anfrage), d.h. Umess wird einmal zu Beginn der Messungen eingestellt und das ist ja ausreichend.
  • Seite 101 Experimentieradapterplatine 1 Diesen erhält man, indem man einfach eine entsprechende Konvertierungsfunktion verwendet, die an ihrem Ausgang den Wert Rx separat zur Verfügung stellt. Man findet diese Funktion unter: BD\Programmierung\Numerisch\Konvertierung\DBL – Nach Fließkommawert In den er- und er-Funktionsblöcken erfolgt nun die lineare Interpolation: Die Funktion ...

  • Seite 102: Anregungen Für Eigene Weiterentwicklungen

    Experimentieradapterplatine 1 Bei  wird ganz einfach die Anzahl der bisher durchgeführten Messungen gezählt und  sorgt für eine Zeitverzögerung von 250 ms zwischen den einzelnen Messungen. Das Frontpanel des VIs Nachdem man nun so das funktionsfähige Blockdiagramm erstellt hat, schaltet man um auf das Frontpanel und gestaltet dieses nach seinen Wünschen und Vorstellungen.
  • Seite 103 Experimentieradapterplatine 1 Realisierung eines Fensterdiskriminators, um verschiedene Temperaturbereiche zu über- wachen. Abspeichern der Messdaten mit Datum und Uhrzeit in einer csv-Datei zur späteren Auswer- tung, z.B. unter Excel. Aufbau eines 2-kanaligen Temperaturmessgerätes durch Verwendung eines zweiten KTY- Elementes am Analogeingang AI_1, z.B. zur Messung von Innen- und Außentemperatur. Verbindung des Temperaturmessgerätes mit dem Internet und somit weltweite Kontrolle der Temperatur.

  • Seite 104: Zusteckkarte Zum Ni Mydaq-Modul

    Experimentieradapterplatine 1 Experimentieradapterplatine 1 Zusteckkarte zum NI myDAQ-Modul Systemdokumentation V2.0 / 07.10.2015...
  • Seite 105 Experimentieradapterplatine 1 Wichtiger Hinweis: Alle unsere Module und Platinen, sind Module und Platinen ohne eigenständige Funktion und sie sind selbständig nicht betreibbar. Sie sind als Zulieferteile für den Einbau in Lehr- bzw. Ausbildungsgeräte bzw. für eine entsprechen- de Weiterverarbeitung durch auf dem Gebiet der elektromagnetischen Verträglichkeit kundige Be- triebe oder Personen im Ausbildungsbereich hergestellt und bestimmt (§6, Abs.
  • Seite 106 Experimentieradapterplatine 1 Schaltplan der Experimentieradapterplatine 1...
  • Seite 107 RM 2,54 Doppelstockklemme AKL 267-04, 4-polig Doppelstockklemme X7 - X9 AKL 267-06, 6-polig BNC Printbuchse X2 - X5 50 Ohm UG 1094W Abstandsbolzen Typ: ABM 2550 5, 5mm lang mit Innengewinde Zylinderkopfschrauben Für Abstandsbolzen, M2,5*8mm myDAQ Anschlussleiste 20-polig, für NI myDAQ...
  • Seite 108 Experimentieradapterplatine 1 Klemmbelegung der Experimentieradapterplatine 1 BNC Printbuchse X2: BNC Printbuchse X3: X2-Innen Analogausgang 0 (AO_0) X3-Innen Analogausgang 1 (AO_1) X2-Außen Analoge Masse (AGND) X3-Außen Analoge Masse (AGND) BNC Printbuchse X4: BNC Printbuchse X5: X4-Innen Jumper 4, Pin 1 (J4.1) X5-Innen Jumper 5, Pin 1 (J5.1) X4-Außen...
  • Seite 109 Experimentieradapterplatine 1 Jumper J2: Wahl der Art der Spannungsmessung für den Analogeingangskanal 0 (AI_0- und AI_0+)! Jumperbelegung J2: AGND (analoge Masse) Analogeingang AI_0- Codierbrücke gesteckt: Massebezogene Spannungsmessung! Der Analogeingang AI_0- und die analoge Masse (AGND) sind verbunden! Die zu messende Spannung wird am Analogeingang AI_0+ angeschlossen.
  • Seite 110 Experimentieradapterplatine 1 Jumper J4: Wahl des Eingangssignals der Spannungsmessung für den Ana- logeingangskanal 0! Jumperbelegung J4: BNC Buchse X4 / Analogeingang Schleifer des Po- Doppelstock- AI_0+ tentiometers R6 klemme X9.5 Codierbrücke Dem Analogeingang 0 (Anschluss AI_0+) wird die zu zwischen 1-2 gesteckt: messende Spannung über die BNC Printbuchse X4 oder über die Doppelstockklemme X9.5 zugeführt.
  • Seite 111 Experimentieradapterplatine 1 Codierbrücke Dem Analogeingang 1 (Anschluss AI_1+) wird die zu zwischen 1-2 gesteckt: messende Spannung über die BNC Printbuchse X5 oder über die Doppelstockklemme X9.3 zugeführt. Codierbrücke Die zu messende Spannung wird dem Analogeingang zwischen 2-3 gesteckt: 1 (Anschluss AI_1+) über dem Schleifer des Potentiometers R7 zugeführt.
  • Seite 112 Dies ist eine Publikation der Conrad Electronic SE, Klaus-Conrad-Str. 1, D-92240 Hirschau (www.conrad.com). Alle Rechte einschließlich Übersetzung vorbehalten. Reproduktionen jeder Art, z. B. Fotokopie, Mikroverfilmung, oder die Erfassung in elektronischen Datenverarbeitungsanlagen, bedürfen der schriftlichen Genehmigung des Herausgebers. Nachdruck, auch auszugsweise, verboten. Die Publikation entspricht dem technischen Stand bei Drucklegung.

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