MEC2115LV_cours6_A10

MEC2115,cours#6LabVIEW

Acquisitiondedonnes

Lectureetgnrationdesignaux

MEC2115 - Aut. 2010colePolytechniquedeMontralDpartementdeGnieMcanique 1

Sujets couvertsSujets couvertsSujetscouvertsSujetscouverts

Acquisitiondedonnes PriphriquesDAQetDAQmx

MatrielutilisaulaboratoireC407.14 Effetdel'amplificationsurlarsolution Sourcedessignaux Voiesphysiquesetvirtuelles LogicielsNIDAQmxetMAXg

Crationd'unpriphriquesimul Configurationd'unetche

Exercices avec la carte multifonction PCI 6221 (TP4)ExercicesaveclacartemultifonctionPCI6221(TP 4) VIExpressDAQ Assistant,lecturedessignauxdespontsde

jaugesetduvoltagedalimentationdesponts Gnrerunsignalg

cole Polytechnique de Montral Dpartement de Gnie Mcanique 2MEC2115 - Aut. 2010

Priphrique DAQPriphrique DAQPriphriqueDAQPriphriqueDAQ

PriphriqueDAQ(Data AcQuisition) Instrumentquipeuttreadresscommeuneentitunique Mesureougnreunsignal

Mesure valeursnumriques Gnre signauxanalogiques

Peutcontenirplusieursvoies(canaux)etpriphriquesdeconversion,deconditionnement,etc.

Leplussouventconnectunordinateurhteparl'intermdiaired'untypederseaudecommunication


Priphriques DAQmxPriphriques DAQmxPriphriquesDAQmxPriphriquesDAQmx

LespriphriquesDAQmxsontfabriqusparNationalInstruments Comprennentlescartesenfichablessurlebusdel'ordinateuretdes

priphriquesexternesquipeuventseconnecterauxdiffrentsportsd'entred'unordinateur:USB,FireWire,Ethernet(filaireetWiFi),GPIB,etc.

Exemples de priphriques utiliss dans les laboratoires denseignement de Exemplesdepriphriquesutilissdansleslaboratoiresd enseignementdeGnieMcanique:

Lacartemultifonction(MIO)PCI6221delasrieM(C407.14) Le module de conditionnement pour jauges SC2043SG (C407.14)LemoduledeconditionnementpourjaugesSC 2043 SG(C407.14) LemoduledecommutationetconditionnementSCXI(MEC4125)


PriphriquesimuletdriverPriphriquesimuletdriverd'id'id'instrumentsd'instruments PriphriqueDAQmxsimul

Rpliquelogicielled'unpriphriqueDAQmxquipeutservircontrlerunefonctionouunprogrammesansmatriel

S d l f ' i h i h i S Secomportedelammefaonqu'unpriphriquephysique.Sondriverestchargetlesprogrammesl'utilisantpeuventdonctrevrifisdemanireexhaustive(TrsutilepourdvelopperlesVIduTP4))

Driverd'instruments Ensembledesousprogrammeslogicielspermettantdecontrlerun

i t t bl l l t l' it linstrumentprogrammablepourlalecture,l'criture,ledclenchement,etc.


Carte d'acquisition NI PCICarte d'acquisition NI PCI62216221Carted acquisitionNIPCICarted acquisitionNIPCI 62216221

Entresanalogiques:16 MC/8 DIFF 16MC/8DIFF.

250Kch./s(1voie) 16bitsdersolution

Sorties analogiques: Sortiesanalogiques: 2voies,10V 833Kch./s(parvoie) 16 bits de rsolution16bitsdersolution

E/Snumriques: 24E/SN1MHz

Compteurs/timers:( l d d )

Co pteu s/t e s: 2voies 32bits(4.3x109) 80MHz

(Sur les ordinateurs du C407.14)


CartedeconditionnementpourjaugesCartedeconditionnementpourjaugesSCSC 20432043 SGSGSCSC20432043SGSG

Conditionnementdusignaldespontsdejauges,8voies pont,pontoupontcomplet Sourcedetensionrguleembarque

(2 5 V nom )(2.5Vnom.) Gainamplificateurde10(Dansle

programmeilfautdiviserpar10pourobtenirlevraivoltage)

Circuitdesuppressiond'offset 8autresentrespoursignauxmixtes

(nonamplifies,sansoffset)L i diti d t t

(Utilis au C407.4) Lessignauxconditionnsdespontssont

routsdirectementverslesvoiesd'entresanalogiquesasymtriquesNRSEdelacarted'acquisitiondeqdonnes


Amplification du signalAmplification du signalAmplificationdusignalAmplificationdusignal

Typedeconditionnementdessignauxquiaccrotlaprcisionyp g q pdusignalnumriqueobtenuenaugmentantl'amplitudedusignalparrapportaubruit

10x

SC-2043-SG PCI 6221


Rapport signal/bruit vs amplificationRapport signal/bruit vs amplificationRapportsignal/bruitvsamplificationRapportsignal/bruitvsamplification

Ex. SC-2043-SG Ex. PCI 6221

(20 dB)

(40 dB)

(60 dB)

S.C. = Signal Conditionning(C di i d i l)

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(Conditionnement du signal)SNR = Signal to Noise Ratio

(Rapport Signal/Bruit)MEC2115 - Aut. 2010

Sources des signauxSources des signauxSourcesdessignauxSourcesdessignaux

S dSignaux de tension qui ne sont pas

Sources de signaux flottantes

g q pconnects une rfrence absolue ou la masse d'un systme.

Thermocouple instrument piles etcThermocouple, instrument piles, etc.

Signaux de tension qui sont rfrencs Sources de signaux mises la

g qla masse d'un systme, comme la terre d'un btiment. Les sources de signaux mises la masse sont aussi appeles sources de signaux rfrencesmises la

massesources de signaux rfrences.

Instruments avec sorties non-isoles

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sources de signaux flottantes

sources de signaux mises la masse

Configurationdu terminal

DIFF

RSE

NRSE

Amplificateur


Voies 0-7 (jauges)du SC-2043-SG

Amplificateur d'instrument

Carte PCI 6221

ConfigurationdunterminalenConfigurationdunterminalend id imodeasymtriquemodeasymtrique

RSE:Modeasymtriquerfrenc(ReferencedSingleEnded)y q ( f g ) Mesureseffectuesparrapportunemasse(groundreferenced)

NRSE M d t i f NRSE:Modeasymtriquenonrfrenc(NonreferencedSingleEnded) Mesureseffectuesparrapportunerfrencedesystmede

mesurecommune,maislatensioncetterfrencepeutvarierenfonctiondelamassedusystmedemesure

UtilisaveclemoduleSC2043SGpourlesvoiesdejauges(07)etaussipourlesvoies815


VoieVoie (canal, channel)VoieVoie(canal,channel) VoiePhysique

Terminalsurlequelvouspouvezmesurerougnrerunsignalanalogique

VoieVirtuelle Ensembledesparamtresdepropritspouvantinclurelenom,la

voiephysique,laconfigurationduterminald'entre,letypedemesuresoudegnration,etdesinformationsdemisel'chelle.

AveclespriphriquesDAQmx,vouspouvezconfigurerdesvoiesvirtuelles:

DirectementaveclelogicielMAX(Measurement and Automation Explorer) D VI L bVIEW l'A i t t DAQ DansunVILabVIEWavecl'AssistantDAQ

Danslecadred'unetcheLabVIEW


NINIDAQmxDAQmxNINI DAQmxDAQmx

LeplusrcentdriverdeNIpourlesinstruments

ComprendunebibliothqueexhaustivedeVIs,fonctionsetoutilsdedveloppementpourlecontrledespriphriquesde mesuredemesure

MAX:Measurement&AutomationExplorer Environnement de configuration centralis qui vous permet de configurer EnvironnementdeconfigurationcentralisquivouspermetdeconfigurertousvospriphriquesNationalInstrumentssansavoirrecoursauprotocoledeprogrammationdesinstruments

L'AssistantDAQ permetdeconfigurerdesvoiesetdestchesdemesureQ p gpourvotrepriphriqueenvuedel'utiliserdansLabVIEW


Exercice1Exercice1Cration d'un priphrique simul de la carte PCI 6221 pourCration d'un priphrique simul de la carte PCI 6221 pourCrationd unpriphriquesimuldelacartePCI6221pourCrationd unpriphriquesimuldelacartePCI6221pourtesterlesVIduTPtesterlesVIduTP44

D L bVIEW i VI i DansLabVIEW,ouvrirunVIvierge Menuprincipal,choisirTools etensuiteMeasurement and

Automation Explorer (MAX) DansMAX

1. FentreConfiguration(gauche),choisirPriphriques et Interfaces etouvrirlemenulocal(clicdroit)

2. Crerunnouvelobjet,choisirPriphrique Simul NI-DAQmx,puisterminer

3 Dans la fentre Priphriques choisir Srie M et PCI 6221 (ne pas choisir le 37 pin)3. DanslafentrePriphriques,choisirSrieMetPCI6221(nepaschoisirle37pin)4. Lacrationdupriphriquesimulesttermine(noterlenumrodupriphrique

cr,ex.Dev1)5. Optionnel.Danslafentreconfigurationgauche,cliquersur"Priphrique

NI-DAQmx",puiscliquersurlenumrodupriphriquecrprcdemment.1. Cliquersur"Proprits"danslemenuaudessusdelafentrecentrale2. Cliquersurl'ongletaccessoiredelafentre"Proprits du priphrique"3. Ajouterl'accessoireSC2043SG


Qu'est ce qu'une tche?Qu'est ce qu'une tche?Qu estcequ unetche?Qu estcequ unetche?

Fondamentalement,celareprsentelamesureoulagnrationd'unsignal.

Untchecomprend:L'ensemble des paramtres de proprits de une ou plusieurs voies L ensembledesparamtresdepropritsdeuneouplusieursvoies(canaux)

Lecadencement(tauxd'chantillonnage),lenombred'chantillons,ledclenchement et d'autres proprits particulires l'instrumentdclenchementetd autrespropritsparticuliresl instrument


Exercice2Exercice2SSSSousousVIVI pourlamesuredessignauxdespontsdejauges(TPpourlamesuredessignauxdespontsdejauges(TP4)4)

Pourlexprience1duTP4,nousvoulonsmesurersimultanmentlatension de sortie de quatre ponts de jauges (rosette + jauge simple) ettensiondesortiedequatrepontsdejauges(rosette+jaugesimple)etaussilatensiondalimentationdesponts

SurlacartePCI6221, Les voies ai0 ai1 et ai2 sont connectes loutput des ponts des trois jaugesLesvoiesai0,ai1et ai2sontconnectesl outputdespontsdestroisjauges

delarosetteetlavoieai3estconnecteloutputdupontdelajaugesimple.

Pourobtenirlavraievaleurdusignaldesponts,ilfauttenircomptedelamplificationde10XdusignalquefaitlemoduleSC2043SGpourlesvoiesp g q pai0 ai7. Donc,dansvotreprogramme,nepasoublierdediviserpar10lesmesuresobtenuesdecesvoies

Lavoieai8litlatensiond'alimentationdesponts(2.5Vapprox.) Dans le VI Express DAQ AssistantDansleVIExpressDAQ Assistant

TouteslesvoiessontconfiguresenmodeNRSE Vousdevezfixerlenombredchantillons,lavitessedchantillonnageet

ltenduedemesurequidonnerontdesmesuresprcisesetstables.


a) Crer une tche pour acqurir N chantillonsa) Crer une tche pour acqurir N chantillonsa)CrerunetchepouracqurirNchantillonsa)CrerunetchepouracqurirNchantillons

OuvrirunnouveauVI

Danslediagramme,insrerleVIDAQ Assistant quisetrouved l l tt M t I/OdanslapaletteMeasurementI/O,souspaletteNIDAQmx

Lorsque vous dposer le VI DAQ LorsquevousdposerleVIDAQ Assistant danslediagramme,lafentredeconfigurationduVIExpresssouvreautomatiquement


Crer une tche..(suite)Crer une tche..(suite)Crerunetche..(suite)Crerunetche..(suite)

Nousmesuronsloutputlesquatrepontsdejaugesdelapoutrelle(ai0 ai3)ainsiquelevoltagedalimentationdesponts(ai8)

DansleVIExpressDAQ Assistant1 Choisir Acqurir des signaux puis Entre analogique et1. ChoisirAcqurir des signaux,puisEntre analogique et

finalementTension2. Voiesphysiques,choisirDev1 (PriphriquePCI6221simulcrla

diapo. no. 15), ai0 et terminerdiapo.no.15),ai0 etterminer3. Configurerdelavoievirtuelle(voirdiapo.suivante)

4. Ajouteretconfigurerlesvoiesai1,ai2,ai3et ai8.Pourajouterunevoie,utiliser le bouton + qui se trouve en haut gauche dans longletutiliserlebouton+quisetrouveenhautgauchedansl ongletConfiguration

5. Testerlatche (Excuter danslabarreduhaut)6. Fermer la fentre de l'assistant DAQ6. Fermerlafentredel assistantDAQ


DAQAssistant,configurationdunevoievirtuelleDAQAssistant,configurationdunevoievirtuelle(t 3 d l di d t )(t 3 d l di d t )(tape3deladiapo.prcdente)(tape3deladiapo.prcdente)

a) AvecF2,renommerlavoie(ex.Jaugea)b) Modifier

Gamme du signal d'entre: 200mVpourlespontdejauges, 5Vpourlalimentation.

Configuration du terminal:NRSE Mode dacquisition:Nchantillons chantillons lire =100,Frquence (Hz)=1K

c) OngletsDclenchement etCadencement avanc:NERIENMODIFIER

d) CliquerOK


b) Tester le VIb) Tester le VIExpressExpressb)TesterleVIb)TesterleVI ExpressExpress

RenommerleVIExpresscrprcdemment:parex. DAQ Jauges ConnecterauVIExpress,descommandespourlavitesseetnombre

dchantillons

EnvoyerlesdonnesduVIExpressdansungraphiquey p g p q PlacerletoutlintrieurduneboucleWHILE(voirdiaposuivante) Excuteretvrifierleffetdunchangementdescommandesvitesseet

nombre dchantillonsnombred chantillons Normalement,lescommandesnontpasdeffetsaufsionarrtepuison

repartleprogramme.

Sivousspcifiezunseulchantillon,ilyaurauneerreur.PourlireunseulSi vous spcifie un seul chantillon, il y aura une erreur. Pour lire un seulchantillonilfautconfigurerlemodedacquisitionduVIExpressUn chantillon (sur demande)


Note:Danscetexemple,onutiliseunpriphrique simul (PCI 6221)priphriquesimul(PCI6221)

DAQEx Multi Ech1 TP4.vi


DAQEx Multi Ech1 TP4.vi

c) Sparation des signauxc) Sparation des signauxc)Sparationdessignauxc)Sparationdessignaux

LeVIprsentladiapoprcdentepeuttreadaptp p p p ppourlexprience1duTP4delafaonsuivante: Diviserloutputdespontsdejaugespar10S l i l VI E S l t Si l SparerlessignauxavecleVIExpressSelect Signals

LesignaldelajaugesimpleestdirigverslevoltmtrequiencalculeralavaleurDCouACL i li di d df i A d l Lesautressignauxvontlindicateurdedformation.Avantdelesdirigerverslindicateur,onpeutcalculerlavaleurDCetlafficherdansuntableau.Danslecasdunpriphriquesimul,lesvaleursDCtrouvesserontprsdezropuisque,celuicignreuncyclep p q , g ycompletduneondesinusodaledontlamplitudemax.estgalelagammedentredusignal(DAQAssistant)

Voirlediagrammedansladiapositivesuivante


Note: Cidessus,lesousdiagrammequiestlintrieurdelabouclepeuttre

DAQ Exprience 1 TP4.vi (nepeuxpastreutilispourleTP4)

, g q pconvertiensousVI quipourraitservirdansunprogrammepourlexprience1duTP4.

PourextrairelesvaleursindividuellesdutableauVDC ponts Rosette et Alim on peut faire appel la fonction Index Arrayet Alim,onpeutfaireappellafonctionIndex Array.


Exercice3Exercice3Gnrateurdesignal(Exprience2duTPGnrateurdesignal(Exprience2duTP4)4)

Pourcaractriserlefiltrepassebas,nousgnronsunsignalanalogique(rel)laideduconvertisseurnumriqueanalogiquedelacartedacquisitiondedonnesPCI6221(voieao0 ).

Le signal est envoy lentre dun filtre passebas ainsi qu la voieLesignalestenvoyl entred unfiltrepasse basainsiqu lavoiedentreai9 delacartePCI6221.Lesignallasortiedufiltreestenvoylavoieai10 delacartePCI6221pourytremesur.

Nous devons donc crer deux tches avec le VI Express DAQ NousdevonsdonccrerdeuxtchesavecleVIExpressDAQ Assistant:1. Untchepourgnrerlesignalsurao02. Unetchepourmesurerlessignauxsurlesvoiesai9 etai10

IlestconseilldcrireunVIsparpourchacunedestchesetdelesfaireexcutersimultanmentpourraliserlexprience2

Dpartement de Gnie Mcanique 27

CrerunetchepourgnrerunsignalCrerunetchepourgnrerunsignall t PCI 6221l t PCI 6221 00aveclacartePCI6221suraveclacartePCI6221surao0ao0

DanslafentredeconfigurationduVIExpressDAQ g pAssistant1. ChoisirGnrer des signaux,puisSortie analogique

et finalement TensionetfinalementTension2. Voiesphysiques,choisirDev1 (PriphriquePCI6221simulcr

ladiapo.no.15),ao0 etterminer3 Configurer de la voie virtuelle (voir diapo suivante)3. Configurerdelavoievirtuelle(voirdiaposuivante) Gamme du signal:Max.10V,Min10V Configuration du terminal:RSE Mode de gnration: chantillons continus Mode de gnration:chantillonscontinus4. Testerlatche (Excuter danslabarreduhaut)5. FermerlafentreduDAQ Assistant


FentredeconfigurationduDAQ Assistant


Exercice 3 (suite)Exercice 3 (suite)Exercice3(suite)Exercice3(suite)

LeVIprsentdanslesdeuxdiapositivesquisuiventgnreuni l l i d ti 0 d l t PCI 6221signalsurlavoiedesortieao0 delacartePCI6221.

Lesdonnesncessairespourlagnrationdusignalsontcalculesdedeuxfaons:1)avecleVIExpressSimulate Signals,ou2)avec la fonction Basic Function Generator viaveclafonctionBasic Function Generator.vi

Lesdeuxmthodespeuventgnrertouslestypesdondessinus,carres,triangulaires,dentsdescieetDC.

Pour gnrer un signal DC avec la fonction Basic FunctionPourgnrerunsignalDCaveclafonctionBasic FunctionGenerator.vi,ajusterl'amplitudedelondesinusodalezroetchangerlavaleurdel'offset.

PourchangerlaformedelondeavecleVIExpressSimulatei l il f l i l f dSignals,ilfautarrterleprogrammeetouvrirlafentrede

configurationduVIExpress.



Gnration de signal TP4.vi (nepeutpastreutilispourleTP4)

Gnration de signal TP4.vi (nepeutpastreutilispourleTP4)


g ( p p p )

LecturesLecturesLecturesLectures

[1] Chap 3 et 4 [1]Chap.3et4

[6]pages9.39.9


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