NI Academic Days ni.com

Transcripción

1 /colombia

2 NI Academic Days

3 Enseñanza de Circuitos Electrónicos con NI Multisim y NI ELVIS Ing. Mónica Guarín Field Sales Engineer Ing. Luis Martínez Inside Sales Engineer

4 Introducción Una reseña a la historia del NI ELVIS El concepto se obtuvo de la Universidad de California - San Bernardino Paul Dixon, Profesor de Física Pionero en instrumentación virtual en el aula La unión de LabVIEW y DAQ le proveían el 90% de su solución o Necesitaba un conector más apropiado para uso estudiantil, una protoboard era lo ideal o Quería incluir capacidades de instrumentación de laboratorio, como por ejemplo una fuente de tensión programable 4

5 Introducción Del concepto a la realidad Sistema basado LabVIEW y DAQ Protoboard removible Instrumentos integrados Computadora Personal Software Sistema DAQ Externo Estaci on de trabajo NI ELVIS NI ELVIS II NI ELVIS II+ 5

6 Familia NI ELVIS 12 Instrumentos NI ELVIS NI ELVIS II NI ELVIS II+ PCI/PCMCIA Integración con Multisim USB Plug-and-Play Soporte de DAQmx API /MAX Multimetró de 5½ dígitos Generador de función senoidal de 5M Hz Osciloscopio de 100MS/s 1.25MS/s 6

7 NI ELVIS II Especificaciones de Hardware Osciloscopio Resolución de 16-bit 1.25 MS/s un canal, 500kS/s dos canales, acumulado 1 to 1.5 MHz Bandwidth 1x and 10x probe ±10 V input range AC/DC coupling Multímetro Digital Mediciones aisladas Resolución de 5½ dígitos 60 VDC, 20Vrms, 2 ADC, 2 Arms, 100MΩ Protección interna de circuitos Fusibles internos 7 Conectividad USB Plug-and-play capability USB 2.0 Generador de funciones 10 bit, ±5V Generador de funciones senoidal de 0.2 a 5 MHz, triangular o cuadrada de 0.2 Hz a 1 MHz Control manual o por software Conectores BNC

8 NI ELVIS II Especificaciones de Hardware Analizador de Impedancia Rango de 0.2 Hz a 35 khz NPN, PNP, Diode Otros Análisis Bode Analizador de corriente/voltaje de dos y tres hilos DAQ Integrado AI Tasa de muestreo 1.25 MS/s un canal, 500kS/s dos canales AO tasa de actualización 2.8 MS/s 24 líneas DIO,15 PFI, 2 CTR Protoboard Desmontable Conectores Banana, BNC, D-Sub Fuente de tensión variable Resolución 10-bit 0 a +12V, 0 a -12V Rango de corriente 500 ma 8

9 NI ELVIS II+ Hardware Osciloscopio Osciloscopio Velocidad de muestreo 100MS/s Ancho de Banda 50MHz (-3dB) Resolución 8-bit Voltaje de entrada ±20 V max Filtor contra ruido opcional de 20MHz Puntas de prueba de 1x y 10x Conectores BNC 9

10 NI ELVISmx Driver Especificaciones de Software Instrumentos listos para su uso - Soft Front Panels Instrumentos personalizables 10

11 NI ELVISmx Driver Especificaciones de Software NI LabVIEW Express VIs NI DAQmx API NI LabVIEW SignalExpress 11

12 Diseño de Circuitos con NI ELVIS

13 NI ELVIS Circuitos NI ELVIS NI Multisim NI LabVIEW

14 NI Multisim 12 NI Multisim Entorno unificado para la enseñanza de la teoría de circuitos y diseño a través de la captura y simulación Simulación basada en modelos SPICE Simulación Interactiva en modo mixto Uso de los instrumentos del NI ELVIS dentro de Multisim 20 análisis SPICE 22 instrumentos de medición Soporte de simulación MCU 14

15 Características específicas de Multisim Academic Componentes interactivos Componentes animados Componentes virtuales Componentes calificados Componentes 3D Fallas de circuito y restricciones Protoboard virtual en 3D 15

16 Instrumentos NI ELVIS dentro de Multisim Esquemático NI ELVIS Los íconos del NI ELVIS II ien el esquemático acceden a los instrumentos Instrumentos NI ELVIS Acceder a ellos desde la barra de herramientas, además de otros instrumentos de Multisim 3D NI ELVIS Modelos 3D actualizados para realizar prototimos en un ambiente seguro 16

17 Teoría y Mediciones Compare datos simulados y reales usando el mismo instrumento NI ELVIS II Compare datos simulados de Multisim con señales medidas de NI ELVIS II Acceda al hardware NI ELVIS Un solo click en el selector entre datos simulados y datos adquiridos del ELVIS II 17

18 Ambiente 3D - NI ELVIS Ambiente 3D - NI ELVIS Reglas de diseño y revisión de conexiones Componentes 3D Completamente interactivos: rotar, ampliar, mover. Ayuda de enseñanza. Legitimar el pin de destino al colocarse en verde indicando donde la conexión es correcta 18

19 Enseñanza Flujo de diseño de circuitos Paso 1: Captura, Simule y mejore el diseño en NI Multisim Paso 2: Pre elabore en la protoboard virtual del laboratorio 3D Paso 3: Construya el circuito y tome mediciones con el NI ELVIS Paso 5: Personalización y análisis complejocon NI LabVIEW Paso 4. Compare datos simulados con datos reales 19

20 Diseño de Circuitos Digitales con NI ELVIS y FPGA

21 NI ELVIS Electrónica Digital - FPGA

22 Electrónica Digital - FPGA Plataforma de desarrollo de circuitos digitales basada en el FPGA Spartan 3E de Xilinx E/S para la enseñanza de conceptos digitales avanzados Conectividad JTAG sobre USB 6 Conectores Pmod 22

23 Diseño de Sistemas de Control con NI ELVIS

24 NI ELVIS Plantas de Control & Mecatrónica QNET-011 Péndulo Invertido QNET-012 Entrenador HVAC QNET-010 Entrenador de control de Motor DC QNET-013 VTOL QNET-014 Planta de sensores de mecatrónica

25 NEW in Controls Actuador VTOL Control de vuelo: Despegue y aterrizaje Sensores de Mecatronica Cuándo y Cómo usar sensores Caracterización de sensores Todas incluyen VIs específicos Temario del curso 25

26 Enseñanza Control 1. Modelado Vm Planta(Motor) J eq R K m m s K 2 m m V m m Voltaje de Entrada Velocidad Angular 26

27 Enseñanza Control 2. Diseño del sistema de Control Escoger el método de control y diseñar el controlador 27

28 Enseñanza Control 3. Simulación Emplear una aproximación punto a punto para simular la respuesta del circuito + _ PID J eq K m m R s K 2 m 1 s 28

29 Teaching Control 4. Sintonización y Verificación Introducir perturbaciones similares al mundo real, sintonizar y verificar el algoritmo de control 29

30 Teaching Control 5. Despliegue Implementar la versión final del sistema de control + _ PID 1 s 30

31 NI ELVIS Plataforma de enseñanza multidisciplinaria Circuitos Mediciones Control Embedidos Comunicaciones Electrical, Biomedical, Mechatronics Physics, Chemistry, Bioinstrumentation Electrical, Mechanical, Systems Electrical, Computer Electrical, Computer, Physics 37

32 Co-Simulación

33 Qué es Co-Simulación? Es una negociación de tiempo entre dos simulaciones: LabVIEW and Multisim El resultado es una evaluación del diseño que incluye todas las dinámicas del sistema. 39

34 Una aproximación al diseño de potencia Construya el circuito en Multisim y desarrolle la lógica de control en NI LabVIEW Simulate Simule con with componentes purchasable components reales en in Multisim Multisim Utilice Use identical código LabVIEW idéntico FPGA de LabVIEW code for control FPGA para el control en el sistema real Incluya Embed simulación cycle-accurate con LabVIEW Multisim simulation with Multisim 40

35 Qué se necesita? NI LabVIEW 2012 Full o Profesional Módulo NI LabVIEW Control Design & Simulation NI Circuit Design Suite o NI LabVIEW-Multisim Co-simulation Plug-in 41

36 Interesado en nuestros productos? Contacte a Ing. Mónica Guarín monica.guarin@ 43