Đo Lường Và Điều Khiển Bằng Máy Tính Nghiên cứu card USB6008 và lập trình Labview

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ


Đo Lường Và Điều Khiển Bằng Máy Tính
Đề tài : Nghiên cứu card USB-6008 và lập trình Labview.
GVHD : Huỳnh Minh Ngọc.


BÀI
TIỂU
LUẬN
Tp.HCM, tháng 10 năm 2012
Nhóm Sinh Viên:
Mục Lục:
Chương I: Tìm hiểu về Card USB-6008.
1.Giới thiệu tổng quát.
2.Mô tả.
a) Mô tả phần mềm.
b) Mô tả phần cứng.
Chương II: Sử dụng card USB 6008 bằng LabView.
1.Tìm hiểu chung về Labview.
a) Giới thiệu.
b) Ứng dụng của Labview.
2. Sử dụng card USB 6008 bằng LabView.
a) Kết nối card USB 6008
b) Viết chương trình chạy USB 6008 bằng Labview.
CHƯƠNG I: Tìm hiểu về Card USB-6008
1.Giới thiệu tổng quát:
Hình 1: Card NI USB 6008

• Bộ đếm 32 bit.
• Kết nốivới cổng USB của máy tính để bàn ( Destop) hoặc Laptop.
• Đọc 8 kênh analog vào card ( độ phân giải 14 bit, 48kS/s ).
• Xuất 2 analog ( 12 bit, 150kS/s).
• 12 kênh xuất/nhập tín hiệu số ( digital I/O).
• Sử dụng phần mềm Labview, LabWindows/CVI, Measurement Studio cho
Visual Studio.Net . Tương thích với NI-DAQmx driver software và NI
Labview Signal Express software.
2.Mô tả:
a) Mô tả phần mềm:
Thiết bị thu thập dữ liệu đa chức năng National Instruments USB-6008 cung
cấp khả năng thu thập dữ liệu tin cậy với giá thành thấp. Với kiểu kết nối USB, thiết
bị này đủ đơn giản để thực hiện đo lường nhanh, nhưng cũng đủ linh hoạt để thực
hiện các ứng dụng đo lường phức tạp.
Khi cần đo tín hiệu analog như tín hiệu điện áp của bất kỳ cảm biến nào. Ví dụ:
cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ ẩm, áp suất,… NI 6008 cho phép thực hiện nhu cầu
trên với các tính năng và ưu điểm sau:
 Thực hiện việc giao tiếp với máy vi tính thông qua cổng USB với thời gian
lấy mẫu nhanh, độ chính xác cao.
 Truy xuất dữ liệu, phân tích, hiển thị, thu thập dữ liệu bằng ngôn ngữ
Labview.
 Thực hiện thí nghiệm trong trường học, công ty, gia đình.
 Chạy trên hệ điều hành Windows, Linux, Mac.
NI USB-6008 sử dụng NI-DAQmx Base, một driver đa nền tảng với một giao
diện lập trình NI-DAQmx. Người sử dụng có thể dùng NI-DAQmx để triển khai tùy
ý các ứng dụng thu thập dữ liệu với môi trường triển khai National Instruments
LabVIEW hoặc C. NI-DAQmx Base bao gồm một ứng dụng bộ nhập dữ liệu sẵn
sàng hoạt động để thu thập và nhập tín hiệu lên đến 8 kênh dữ liệu tương tự.
b) Mô tả phần cứng:
USB-6008 có bộ nối di động dạng bắt vít cho phép kết nối tín hiệu dễ dàng. Để

tăng khả năng linh hoạt khi thao tác thiết lập nhiều dây nối, NI đưa ra phụ kiện bao
gồm 2 bộ nối bắt vít, nhãn dán và một dụng cụ vặn.
Thêm nữa, USB-6008 Prototyping Accessory cung cấp các ngăn trống cho
nhiều mạch điện đến ngõ vào của USB-6008.
Tóm tắt thông số kỹ thuật:
Thông số chung
Chuẩn kết nối USB
Hỗ trợ hệ điều hành Windows, Linux, Mac, Pocket PC
Kiểu đo Điện áp xung
Họ DAQ B Series
Đọc tín hiệu analog
Số kênh 8 SE/4 DI
Tốc độ lấy mẫu 48kS/s
Độ phân giải 14 bits
Trích mẫu đồng thời Không
Ngưỡng điện áp giới hạn nhất -10 tới 10V
Độ chính xác 138 mV
Ngưỡng điện áp nhỏ nhất -1…1 V
Độ chính xác 37.5 mV
Số giới hạn 8
Bộ nhớ tích hợp 512B
Xuất tín hiệu analog
Số kênh 2
Tốc độ cập nhật 150 kS/s
Độ phân giải 12 bits
Ngưỡng điện áp giới hạn hạn nhất 0…5 V
Độ chính xác 7 mV
Ngưỡng điện áp giới hạn nhỏ nhất 0…5 V
Độ chính xác 7 mV
Tín hiệu điều khiển dòng điện 5 mA/10 mA

Các chân xuất/nhập tín hiệu số
Số kênh 12 DIO
Timing Software
Logic Levels TTL
Ngưỡng điện áp vào giới hạn lớn nhất 0…5 V
Ngưỡng điện áp ra giới hạn lớn nhất 0…5 V
Dòng điện vào Sinking, Sourcing
Bộ lọc vào lập trình được No
Output Current Flow Sinking, Sourcing
Dòng điện (Kênh/Tổng) 8.5 mA/102 mA
Bộ đếm và bộ hẹn (định) giờ
Số bộ đếm/hẹn giờ 1
Độ phân giải 32 bits
Tần số nguồn lớn nhất 50 MHz
Độ rộng xung vào nhỏ nhất 100 ns
Mức logic TTL
Ngưỡng cực đại 0…5V
Độ ổn định 50 ppm
Cho phép thực hiện nhớ tạm (đệm) Yes
Tác động (Triggering) Digital
Kích thước card NI 6008
Dài 8.51 cm
Rộng 8.18 cm
Cao 2.31 cm
Đầu nối vào ra Sử dụng tua vit để mở dễ dàng
CHƯƠNG II: Sử dụng card USB 6008 bằng LabView
1.Tìm hiểu chung về LabView:
a) Giới thiệu:
LabVIEW (viết tắt của Laboratory Virtual Instrumentation Engineering
Workbench) là môi trường ngôn ngữ đồ họa hiệu quả trong việc giao tiếp đa kênh

giữa con người, thuật toán và các thiết bị
.
Gọi LabVIEW là ngôn ngữ đồ họa hiệu quả vì về cách thức lập trình, LabVIEW
khác với các ngôn ngữ C (hay Python, Basic, vv.) ở điểm thay vì sử dụng các từ
vựng (từ khóa) cố định thì LabVIEW sử dụng các khối hình ảnh sinh động và
các dây nối để tạo ra các lệnh và các hàm.
Cũng chính vì sự khác biệt này mà LabVIEW đã giúp cho việc lập trình trở
nên đơn giản hơn bao giờ hết, đặc biệt, LabVIEW rất phù hợp đối với kỹ sư, nhà
khoa học, hay giảng viên.
Chính sự đơn giản, dễ học, dễ nhớ đã giúp cho LabVIEW trở thành một trong
những công cụ phổ biến trong các ứng dụng thu thập dữ liệu từ các cảm biến,phát
triển các thuật toán, và điều khiển thiết bị tại các phòng thí nghiệm trên thế giới.
b) Ứng dụng của LabView:
Labview được sử dụng trong các lĩnh vực đo lường, tự động hóa, cơ điện tử,
robo, vật lý, toán học, sinh học, vật liệu, ôtô, v.v.
Hình - Thu thập dữ liệu tại Cơ quan hàng không và vũ trụ NASA
Labview có thể được sử dụng để xử lý các kiểu dữ liệu như tín hiệu tương tự
(analog), tín hiệu số (digital), hình ảnh (vision), âm thanh (audio), v.v.
Labview giúp kỹ sư kết nối bất kỳ cảm biến, và bất kỳ cơ cấu chấp hành nào
với máy tính.
Labview hỗ trợ các giao thức giao tiếp khác nhau như RS232, RS485, TCP / IP,
PCI, PXI,v.v. Bạn cũng có thể tạo ra các thực thi độc lập và các thư viện chia sẻ (ví
dụ thư viện liên kết động DLL), bởi vì LabVIEW là một trình biên dịch 32-
bit. LabVIEW đã trở nên phổ biến trong các phòng thí nghiệm của các quốc gia phát
triển.
2. Sử dụng card USB 6008 bằng LabView:
a) Kết nối card USB 6008:
B1: Kết nối card USB 6008 với máy vi tính.
B2: Kiểm tra và cài Driver cho card.
Để xem nếu thiết bị USB-6008 được kết nối với máy tính, ta khởi động thư viện

NI-DAQ. Danh sách các thiết bị tiện ích thông qua Start / Programs / National
Instruments/NI-DAQmx.
Hình cho thấy cửa sổ do đó được mở ra. (VISA_USB6008 tên đã được định nghĩa)
 USB 6008 được kết nối với Labview qua thư viện NI Measurements / DAQmx
Base.
B3: Cấu hình USB-6008:
Dùng NI-DAQmx Base Configuration Utility để điều chỉnh. Bạn sử dụng các Task
ứng dụng LabVIEW của bạn để tham khảo các hoạt động I/O. Mỗi task là tập các định
nghĩa thể hiện các khía cạnh khác nhau của tín hiệu đầu vào, hoạt động tín hiệu đầu ra
được thực hiện bởi các thiết bị I/O.
B4: Sử dụng card USB 6008.
Card USB 6008 được dùng trong Labview từ file USB-600x Interactive Control.llb
b) Viết chương trình chạy USB 6008 bằng Labview.
VD: Hệ thống thông gió tự động nhiệt.
Tổng quan hệ thống:
Hệ thống sử dụng hai Semiconductor LM35 cảm biến nhiệt độ nội bộ và cảm
nhận nhiệt độ của môi trường bên ngoài. Một trong hai cảm biến đã được thu thập
trong cùng thời gian. Thiết bị USB-6008, bằng cách sử dụng một trong những kết
quả đầu ra kỹ thuật số cho các hoạt động nhỏ, các mô hình hệ thống để mô phỏng
một hệ thống nhiệt bên trong được tạo ra bên trong hệ thống đã sản xuất. Bóng đèn
dây tóc 100W để mô phỏng nhiệt đối lưu được tạo ra bởi hệ thống cho các nguồn
nhiệt bên trong . Trên các cạnh của mô hình cần phải cài đặt một quạt thông gió để
loại bỏ nhiệt của hệ thống.
Hình 1: Tổng quan về hệ thống thông gió tự động nhiệt
Giao diện người dùng (UI) là hai nhiệt kế, hai hiển thị nhiệt độ, biểu đồ nhiệt
độ, quạt. Các thiết lập nhiệt độ cho quạt hoạt động, nhà điều hành cần phải xác định
interoperation hệ thống giao diện người dùng cung cấp không. Các giao diện người
dùng được sử dụng chủ yếu để theo dõi.
Hình 2 - Hệ thống thông gió tự động nhiệt LabView UI.
Trong một môi trường điển hình, khi bạn chạy chương trình LabVIEW, giao

diện người dùng nhiệt kế bar, chữ số rõ ràng, nhiệt độ bên trong và bên ngoài trong
biểu đồ nhiệt độ cả hai chương trình. Nội bộ nhiệt độ cao hơn nhiệt độ bên ngoài chỉ
số quạt, quạt thông gió trong môi trường này để làm việc công việc là để cho thấy
những nỗ lực hệ thống để phù hợp với phát xạ nhiệt của hệ thống nhiệt bên ngoài
được áp dụng, nhiệt độ bên trong hơn nhiệt độ lạnh. Giao diện người dùng của biểu
đồ nhiệt độ cho thấy rằng nhiệt độ tiếp tục thiết lập giá trị của nhiệt độ bên ngoài
giảm.
Kết luận:
Hoạt động hiệu quả trong hệ thống thời gian thực và hệ thống thông gió nhiệt,
làm mát dựa trên các khái niệm về môi trường tự nhiên bằng cách làm cho hệ thống
thông gió nhiệt hiệu quả thời gian thực đã được thử nghiệm với USB-6008 và
LabVIEW. Môi trường tự nhiên của hệ thống thông gió để xác định nhiệt độ môi
trường đến nhiệt độ điểm đặt để đảm bảo rằng bạn có thể duy trì nhiệt độ bên trong
nhiệt độ bên trong nhỏ nhất có thể để phù hợp với nhiệt độ bên ngoài để ngăn chặn
và tiết kiệm năng lượng đã có thể.
