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Preinforme con el profesor Julian Echeverry...

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Pre-informe n°6 Adquisición de datos en LabVIEW Alejandra Suarez Esquivel, Andrea Casas Sánchez, Juan Sebastián Hernández Peña. Grupo n° 1 [email protected], [email protected], [email protected] Laboratorio de medidas e instrumentación-Programa de ingeniería eléctrica Universidad Tecnológica de Pereira-Octubre 1 de 2018

Resumen – Esta práctica busca dar pautas para el desarrollo del proyecto final y a la vez desarrollar las competencias necesarias para realizar la adquisición de datos, la simulación y adquisición de señales en forma discreta, y su posterior procesamiento, utilizando para ello, las herramientas proporcionadas por ฀฀฀฀฀฀฀฀฀ . Palabras claves— Señal, adquisición, fuente, sumidero, tierra, diferencial.

TABLA 1. MODOS DE CONEXIÓN PARA SEÑALES ANÁLOGAS DE LAS TARJETAS DE ADQUISICIÓN. NI USB-6009 y NI USB-6211.

Modo de conexión para señales análogas

RSE

I.INTRODUCCIÓN

La necesidad de medir variables físicas utilizando sensores para realizar algún tipo de toma de datos o para la elaboración de alguna tarea en específica,requiere para esto un tipo de acondicionamiento necesario que nos permita procesar de forma adecuada el tipo de señal que obtengamos. esto se puede lograr con un sistema de adquisición de datos que permita procesar correctamente la señal obtenida y visualizar al final del proceso la variable que estemos solicitando.

NRSE

NRSE (Modo simple con una referencia que no es tierra): Este modo de conexión se utiliza cuando las señales que se desean ingresar a los distintos canales de la tarjeta de adquisición de datos tienen la misma referencia de medida diferente al punto de tierra del sistema, como lo muestra la figura 2. [1].

DIFF

DIFF (Modo diferencial): El modo de conexión diferencial es utilizado cuando las señales ingresadas a la tarjeta de adquisición de datos tienen diferentes referencias, como lo muestra la Figura 3..

II. CONTENIDO Investigue las hojas de especificaciones de las tarjetas de adquisición de datos DAQ NI USB-6009 y NI USB-6211. Responda las siguientes preguntas: 1. Para la conexión de señales análogas. a. En qué consisten los modos de conexión RSE, NRSE y DIFF RSE, NRSE y DIFF son modos de conexión de las señales análogas a medir o identificar, ofrecidas por los fabricantes de sistemas de adquisición de datos. En la Tabla 1, se muestran los características y en qué consisten estos modos de conexión.

RSE (Modo simple con referencia de tierra): Esta conexión es utilizada cuando las señales que se desean ingresar en distintos canales de la tarjeta de adquisición de datos, tienen una misma referencia de medida que es igual al punto de tierra del sistema, como lo muestra la figura 1. [1]

En la Figuras 1,2 y 3 se muestran ejemplos para cada modo de conexión RSE, NRSE y DIFF.

Figura 1. Conexión RSE

2. Para las señales digitales a.Describa los modos de conexión FUENTE (source) y SUMIDERO (sink) de señales digitales. El "Sinking" y "sourcing" se refieren al tipo de entradas y salidas digitales utilizadas. Una entrada o salida digital de tipo "Sinking" provee una referencia (tierra) como lo muestra la Figura 4.

Figura 2. Conexión NRSE

Figura 4. Sinking salida digital del circuito.

Una entrada o salida digital de tipo "sourcing" genera un voltaje fuente como lo muestra la Figura 5.

Figura 5. Sourcing salida digital del circuito. Figura 3. Conexión DIFF

●

b. ¿Cuál es el valor máximo de la frecuencia de muestreo? Para la DAQ NI USB-6009 la frecuencia máxima es de 48 kS/s, esto quiere decir que toma 48 mil muestras por segundo y para la DAQ USB-6211, se tiene una frecuencia máxima de 250 kS/s, es decir que toma 250 mil .muestras por segundo. ●

¿Cómo afecta a la frecuencia de muestreo, el número de canales seleccionados?

Si la frecuencia de muestreo es mayor, también será mayor el número de canales. Si tengo una frecuencia de muestreo de 20000 muestras/s y utilizó dos canales la frecuencia de muestreo de cada canal será de 10000 muestras/s, por esta razón mientras mayor sea la frecuencia de muestreo mayor será el número de canales. c. Especifique la máxima corriente y el máximo voltaje permitidos en los canales análogos. En Tabla 2 se muestra las especificaciones de corriente y voltaje máximo permitidos en los canales análogos, para las dos tarjetas de adquisición NI USB-6009 y NI USB-6211. TABLA 2. VOLTAJES Y CORRIENTES MÁXIMOS.

Tarjeta de adquisición

Corriente máxima (mA)

Voltaje máximo (V)

NI USB-6009

5

5

2

10

NI USB-6211

Especifique la máxima corriente y el máximo voltaje permitidos en los canales digitales de salida.

La Tabla 3 se muestra las especificaciones de corriente y voltaje máximo para los canales digitales de salida de las tarjetas de adquisición NI USB-6009 y NI USB-6211. [5], [6] TABLA 3. CORRIENTE Y VOLTAJE MÁXIMOS DE SALIDA

Tarjeta de adquisición

Corriente máxima (mA)

Voltaje máximo (V)

NI USB-6009

8.5

3.5

NI USB-6211

16

3.8

●

Especifique la máxima corriente y el máximo voltaje permitidos en los canales digitales de entrada.

La Tabla 4 se muestran las especificaciones de corriente y voltaje máximo para los canales digitales de entrada de las tarjetas de adquisición NI USB-6009 y NI USB-6211. [5],[6] TABLA 4. CORRIENTE Y VOLTAJES MÁXIMOS PARA LAS ENTRADAS

Tarjeta de adquisición

Corriente máxima (mA)

Voltaje máximo (V)

NI USB-6009

0.5

5.8

NI USB-6211

1.2

5.25

3. Busque los siguientes VIs utilizando NI Example Finder, en la carpeta (Hardware Input and Output/DAQmx): a. Voltage-Finite Input.vi Channel Settings: Esta etapa permite inicializar el diseño, tiene como entradas lo límites máximo y mínimo de tensión, así como los canales físicos y la configuración del modo de conexión, diferencial, pseudo-diferencial RSE, entre otros, en la Figura 6 se muestra la fase de configuración de canal para ―Voltaje-Finite input‖ en LabVIEW.

Figura. 8. Fase de configuración de registro para ―Voltaje-Finite input‖ en LabVIEW.

Trigger Settings: Configuración de disparo que permite ajustar parámetros referentes a el inicio, la pausa y la referencia tanto análoga como digital, en la Figura 9 se muestra la fase de configuración de disparo para ―Voltaje-Finite input‖ en la LabVIEW.

. Figura. 6. LabVIEW.

Figura. 9. Fase de configuración de disparo para “Voltaje-Finite input” en la LabVIEW. Fase de configuración de canal para ―Voltaje-Finite input‖ en

Timing Settings: Permite seleccionar la cantidad de muestras por tomar, el modo de muestras, la frecuencia de muestreo y la entrada de la fuente de reloj, en la Figura 7 se muestra la fase de ajustes de sincronización para “Voltaje-Finite input‖ en LabVIEW..

Acquired Data: Mide y muestra los datos en ejecución, es la ventana de salida para la visualización de resultados y mensajes de advertencia, en la Figura 10 se muestra la etapa de adquisición de datos para ―Voltaje-Finite input‖en LabVIEW.

Figura. 10. LabVIEW.

. Etapa de adquisición de datos para “Voltaje-Finite input” en

b. Voltage-Finite Output.vi

Figura. 7. Fase de ajustes de sincronización para ―Voltaje-Finite input‖ en LabVIEW.

Logging Settings: Es la configuración de registro que permite ingresar el modo de registro, Off or Log and read y el archivo de configuración de TDMS (Technical Data Management Streaming), en la Figura 8 se muestra la fase de configuración de registro para ―Voltaje-Finite input‖ en LabVIEW.

De igual manera como en al VI ―Voltage-Finite Input‖, con las mismas etapas de Channel Settings, Timming Settings, Triger Settings, pero en este caso deja de aparecer Logging Settings para reemplazarse por Waveform Settings . Waveform Settings: Tiene como entradas un tipo básico de forma de onda, seno, triangular, cuadrado o dientes de sierra, es posible modificar la frecuencia y la amplitud en el panel frontal. Con estos parámetros se grafica la forma de onda seleccionada y sirve como entrada a la etapa Output que se encarga de los mensajes indicadores y la visualización de los parámetros de salida, en la Figura 11 se muestra Ajustes de forma de onda para ―VoltajeFinite output” en LabVIEW.

características diferentes y los modos de conexión source y sink permite entradas y salidas de tipo digital a la tarjeta. -Dependiendo de la frecuencia de muestreo que se requiere implementar en determinada señal, es el número de canales a utilizar en la tarjeta de adquisición, a mayor frecuencia, mayor es el número de canales a utilizar. IV REFERENCIAS Figura. 11 . Ajustes de forma de onda para ―Voltaje-Finite output” en LabVIEW.

c. Digital-Finite Input.vi Así como en el VI ―Voltage-Finite Input” se presenta de igual manera en Digital-Finite Input.vi, pero presentan diferencias en el tipo de dato de entrada que ahora es del tipo digital como se muestra en la Figura 12, el apartado Trigger Settings que solo permite configurar inicio y referencia de señales digitales y el tipo de gráfico de salida que es adaptado para una mejor visualización de señales digitales con el bloque Digital Waveform Graph.

[1] National Instruments. “Consideraciones de conexión a tierra para medidas”. [en línea]. Disponible en: http://www.ni.com/white-paper/3394/es/ [accedido: 30sept-2018]. [2] Germán A Holguín L, Álvaro A Orozco G, Sandra M Pérez L. CURSO BÁSICO DE LabVIEW 6i. Editorial Publicaciones Universidad Tecnológica de Pereira, 2002. [3], National Instruments, “Maxima frecuencia en NI USB- 6009” [En línea]. Disponible en: http://forums.ni.com/t5/Discusiones-sobre-ProductosNI/M%C 3%A1xima-frecuencia-en-NI-USB-6009/td-p/416462. [Accedido: 30-sept -2018] [4] Friedrich, Guillermo R. “Introducción al procesamiento digital de señales” 2002 [en línea]. Disponible en: http://www.frsn.utn.edu.ar/tecnicas3/manuales/Apunte%20Filtros%20Digitales.p df [5] Ni.com. (n.d.). “USB-6211 Specifications‖.[en línea. Disponible en: http://www.ni.com/pdf/manuals/375195d.pdf [Accessed 30 Sep. 2018].

Figura. 12. LabVIEW

Fase de configuración de canal para ―Digital-Finite input‖ en

d. Digital-Finite Output.vi A diferencias de los demás apartados anteriores se modifica el bloque de entrada de datos, por uno de tipo digital como se muestra en la Figura 13, y el bloque de gráficos por Digital Waveform Graph.

Figura. 13. Fase de configuración de canal para ―Digital-Finite output‖ en LabVIEW III CONCLUSIONES.

-Es de gran importancia las tarjetas de adquisición de datos ya que sirven para obtener una muestra de una variable física, como voltaje, temperatura, etc. que toman una señal de un sensor para adecuarla y transformarla en un dato, donde pueda ser reconocido por un sistema digital y así realizar una tarea específica. -Existen diferentes modos de conexión que contiene las tarjetas de adquisición NI USB-6009 y NI USB-6211, dependiendo del tipo de señal que se quiere procesar, es así como, los modos de conexión RSE, NRSE y DFF, son utilizados para el ingreso de señales análogas a los canales de la tarjeta cada uno con

[6] Ni.com. (n.d.). USB-6009 Specifications. [en lnea ] Disponible:: http://www.ni.com/pdf/manuals/375296c.pdf [Accessed 30 Sep. 2018]....