Laboratóriumi munkaállomás és NI Akadémiai Program

NI ELVIS II

Laboratóriumi munkaállomás és NI Akadémiai Program

Kapcsolat Telefon: 06 80 204 704 Fax: 00 36 1 203 3490 Email: ni. [email protected] Web: hungary.ni.com

Na tional Instruments Magyarország Neumann János utca 1/E E-épület, 2. emelet 1117 Budapest 1 INFOPA RK

Tartalomjegyzék

Tartalomjegyzék ............................................................................................................................. 2 A National Instruments rövid bemutatása ..................................................................................... 3 A National Instruments Kelet-Európai Értékesítési és Marketing Központja ............................... 4 NI Akadémiai Program: A műszaki tudományok gyakorlati oktatása ............................................ 5 LEGO Mentor Program............................................................................................................... 5 LabVIEW adaptációs verseny ..................................................................................................... 6 NI pályázat................................................................................................................................... 6 LabVIEW Akadémia .................................................................................................................... 6 Szakmai rendezvények – NIDays................................................................................................ 6 Gyárlátogatás .............................................................................................................................. 7 Az oktatás szerepe hosszú távon ............................................................................................... 7 Számítógép alapú műszerezés....................................................................................................... 8 Az NI ELVIS II munkaállomás bemutatása..................................................................................... 9 A LabVIEW grafikus fejlesztői környezet ..................................................................................... 11 Oktatási anyagok .......................................................................................................................... 13 NI ELVIS Kiegészítő Panelek ........................................................................................................ 14 Quanser QNET DC Motor Control Board for NI ELVIS ............................................................ 14 Quanser QNET HVAC Trainer Board for NI ELVIS ................................................................... 14 QNET Vertical Take-Off and Landing (VTOL) Trainer ............................................................... 15 Quanser QNET Mechatronics Sensors Board for NI ELVIS ..................................................... 16 NI Digital Electronics FPGA Board............................................................................................ 17 Emona ETT-211 FOTEX-Fiber Optic Comm Trainer for NI ELVIS ............................................ 20 Emona SIGEx Signals & Systems Experimenter - NI ELVIS .................................................... 20 Emona HELEx Green Engineering Board for ELVIS ................................................................. 21 ELVIS II - Specifikációk (angol nyelven) ....................................................................................... 22

2

A National Instruments rövid bemutatása A National Instruments 1976 óta olyan eszközöket fejleszt a mérnökök és kutatók számára, amelyek elősegítik a termelékenység, innováció és felfedezések fejlődését. Az NI mérnöki megközelítése a grafikus rendszerfejlesztésen keresztül egy olyan integrált szoftver és hardver platformot kínál, amely bármely mérés-, illetve irányítástechnikai rendszer fejlesztési idejét lerövidíti. A vállalat hosszú távú célja az, hogy segítse a társadalmi fejlődést az NI technológiák segítségével és egyúttal hozzájáruljon a vállalat vevőkörének, alkalmazottainak, beszállítóinak és a részvényeseinek sikeréhez. 2011-ben a National Instruments 18. helyezést ért el a világ legjobb multinacionális munkahelyeinek listáján. A FORTUNE magazin 2013-ban sorban 14. alkalommal választotta az NI-t a 100 legjobb amerikai munkahelyek egyikének. A National Instruments 2011-ben elért globális szintű éves bevétele meghaladta az egymilliárd dollárt, amely 17%-os növekedést jelent a megelőző évhez képest. A vállalat a 2012-es évet pedig rekord, 1,14 milliárd dollár éves bevétellel zárta, amely 12%-os éves növekedésnek felel meg. A National Instruments eszközei az iparágak széles körében megtalálhatóak, a főbb üzleti szegmensek a: 

közlekedés és autóipar;



félvezető ipar;



energetika, megújuló energiaforrások;



telekommunikáció;



orvostudomány;



tudományos kutatások, nagy fizikai berendezések;



akadémia;



hadipar és repülőgép ipar.

3

A National Instruments Kelet-Európai Értékesítési és Marketing Központja A National Instruments 2001-ben Magyarországon, Debrecenben nyitotta meg az első tengerentúli gyártó egységét. Tíz év alatt a gyár több mint 1200 ember munkahelyévé vált Magyarországon és mára az NI hardverek több mint 95%-a is ebben a gyárban készül.

A vállalat Kelet-Európában először a Cseh Köztársaságban képviseltette magát 1999-ben, és azóta további 5 országgal bővült a kelet-európai régióban. 2005-ben Budapest, és így Magyarország vált a kelet-európai értékesítési, marketing és technikai támogatás központjává, és jelenleg összesen 13 országot támogat: Lengyelországot, Csehországot, Szlovákiát, Magyarországot, Szlovéniát, Horvátországot, Szerbiát, Montenegrót, Macedóniát, Albániát, Bosznia-Hercegovinát, Romániát és Bulgáriát.

2010-ben az NI megalapította az Európai Rendszermérnöki Kiválósági Központját Budapesten: a magasan képzett és tapasztalt mérnökök csapata professzionális technikai szolgáltatásokat nyújt a National Instruments vásárlóinak, illetve az értékesítő mérnököknek Európa szerte a rádiófrekvenciás technológiákra fókuszálva. Az említett szolgáltatások magukban foglalják a professzionális szakmai tanácsadást projektindítási, megvalósíthatósági, hardver és szoftver rendszertervezési és fejlesztési területen. A National Instruments-et a FORTUNE folyóirat az amerikai munkahelyek egyik legjobbjának ismerte el az elmúlt 14 évben, tavaly a vállalat a Great Place to Work® Institute listáján az előkelő 6. helyezést érte el. A National Instruments magyarországi leányvállalata az ötödik helyen végzett a világvezető emberi erőforrás és outsourcing tanácsadó vállalat, az Aon Hewitt éves Legjobb Munkahely Felmérésében 2012-ben.

National Instruments Kelet-Európai Értékesítési

NI Hungary Kft. (NI Debrecen)

és Marketing Központja

Gyártó egység 1117 Budapest, INFOPARK

4031 Debrecen

Neumann János utca 1/E

Határ út 1/A.

E-épület, 2. emelet

Tel: +36 52 515 400

Tel: 06 80 204 704

Belvárosi iroda:

Fax: 00 36 1 203 3490

4024 Debrecen

Email: [email protected]

Vár utca 3., III. és IV. emelet

Web: hungary.ni.com

Tel: +36 52 515 400 Web: hungary.ni.com /debrecen

4

NI Akadémiai Program: A műszaki tudományok gyakorlati oktatása A műszaki tudományok területén dinamikus fejlődés tapasztalható, amelyet az oktatásban is szükséges követni, hogy a hallgatók versenyképes tudással rendelkezzenek, amikor a munkaerő piacra lépnek.

Az oktatásból kikerülő hallgatók csekély része tekinthető felkészültnek műszaki szempontból a XXI. század kihívásaira. A műszaki tudományok iránti érdeklődés hiánya egyre gyakoribb a középiskolás hallgatók körében. Az érdeklődés felkeltésében és folyamatos fenntartásában fontos szerepe van a gyakorlati képzésen alapuló, tapasztalati úton történő tanulási folyamatnak. A National Instruments felismerte ennek fontosságát és elindította az Akadémiai Programját. Az NI Akadémiai Program több mint 6000 iskolában van jelen több mint 110 országban, a program keretében a vállalat szakközépiskoláknak és felsőfokú intézményeknek nyújt megoldást műszaki tárgyak gyakorlati képzéseihez. Az NI világszerte elhivatottan segíti a mérnöki és tudományos oktatást olyan szoftverekkel és hardverekkel, amelyekkel az oktatók és

a

hallgatók

egyaránt

összeköthetik

elméleti

tanulmányaikat

valósmérésekkel,

alkalmazásokkal.

Az NI kiemelt ügyként kezeli a felnövekvő generáció sorsát; a mérnöki pályát választó diákok számának csökkenő tendenciájára reagálva az eddigieknél is hangsúlyosabban tekint erre a területre. Az óvodától kezdve egészen az egyetemig kíséri a fiatalokat, olyan eszközöket adva a kezükbe, melyek használatával mélyebben megismerkedhetnek a természettudományokkal, és ennek következményeként később nagyobb eséllyel választanak ezzel kapcsolatos pályát.

Az alábbiakban egy összefoglaló áttekintést nyújtunk az NI-nak a magyarországi oktatás területén mutatott felelősségvállalásáról, gyakorlati tevékenységéről és ezek eredményeiről.

LEGO Mentor Program Az NI egyik önálló kezdeményezése a közel három éve indult LEGO Mentor Program, melynek keretében a fiatalok egy LEGO robot programozásán keresztül, játékosan tanulhatják meg a LabVIEW programozói nyelvet (a LabVIEW az NI által fejlesztett grafikus rendszertervező szoftver). A program elsődleges célja a LabVIEW és annak egyszerűsített változata, az NXT-G nyelvvel való grafikus programozás és ennek keretében a mérnöki szemlélet átadása az általános és középiskolások számára a megszokott tanórai oktatástól eltérő módon,

5

kötetlenebb és intenzívebb formában. A program ma országszerte 30 középiskolában zajlik az NI közel 40 kollégájának (mentorának) részvételével.

LabVIEW adaptációs verseny A LabVIEW grafikus rendszertervező szoftver megismertetése, alkalmazásának elsajátítása, majd a gyakorlatban való használatának átadása volt a célja a 2012 tavasszal Debrecenben első alkalommal megrendezett LabVIEW adaptációs versenynek. A rendezvényen 13 csapatban 39 középiskolás diák mérte össze programozói ismereteit. A fiatalok a délelőtt folyamán megismerkedtek a LabVIEW alkalmazással, délutánra pedig már gyakorlatban tudták bemutatni programozói tudásukat.

NI pályázat Az egyetemi és főiskolás korcsoportot a vállalat a korosztály számára specifikus pályázattal keresi meg. Az először 2004-ben meghirdetett NI pályázatot a vállalat olyan felsőoktatási intézmények hallgatóinak szánta, akik a cég szoftver és/vagy hardver termékeivel új mérési, illetve adatgyűjtési eljárást dolgoztak ki, amit ezt követően a gyakorlatban is megvalósítottak.

LabVIEW Akadémia Az NI LabVIEW Akadémia egy átfogó képzési program felsőoktatási intézmények számára. A programban résztvevő felsőoktatási intézmények a LabVIEW-ban történő programozást tantárgyként oktathatják kredites és nullkredites, illetve kötelező, választható vagy kötelezően választható kurzusként, melynek sikeres teljesítésével a hallgatók térítésmentesen tehetnek hivatalos vizsgát. A képzési ciklus végére a hallgatók rendelkeznek a megfelelő tudásanyaggal és eszközökkel, hogy sikeres Okleveles LabVIEW Társfejlesztői Vizsgát (CLAD - Certified LabVIEW Associate Developer) tegyenek. Minden, a tárgyat felvevő hallgató ingyenes hozzáférést kap a teljes LabVIEW Student Edition licenchez.

Szakmai rendezvények – NIDays Az NI rendszeresen szervez szakmai szemináriumokat, kurzusokat és konferenciákat, melyek célja, hogy megismertessék a mérnök kollégákat az NI termékeivel és technológiáival, bemutatva a grafikus rendszertervezésben rejlő lehetőségeket, továbbá a legújabb mérési, tesztelési, vezérlési és automatizálási eljárásokat. E rendezvények közül a legrangosabb az évente megrendezett NIDays szakmai konferencia, ahol mind az ipar, mind a kutatás és

6

oktatás képviselőinek részére elméleti és gyakorlati előadások, termékdemonstrációk, illetve technológiai kiállítás keretében mutatják be a legújabb trendeket.

Gyárlátogatás Az NI annak érdekében, hogy a fiatal generáció közelebbről is megismerkedhessen az oktatási célokra használt, és az azt segítő termékeivel, a vállalat rendszeresen szervez gyárlátogatást mind tanulóknak, mind már gyakorló mérnököknek. A gyárlátogatás során az érdeklődők megismerhetik a gyártási folyamatokat, a termékek elkészülésének folyamatát, valamint betekintést nyerhetnek a szakma rejtelmeibe a Debrecenben található gyáregységben.

Az oktatás szerepe hosszú távon Az NI oktatásban vállalt szerepe, illetve a fenti kezdeményezései a vállalat hosszú távú céljait szolgálják. A cél, hogy a vállalat a felnövekvő generáció minél szélesebb körével ismertesse és szerettesse meg a mérnöki pályát, munkájukhoz a legmodernebb technológiát nyújtsa, a közös munka eredményeképpen pedig mind a technológia, mind a társadalom területén elősegítse a fejlődést.

Az Akadémiai Program keretében a vállalat középiskoláknak és felsőoktatási intézményeknek kínál - az iparban és kutatásban elterjedt számítógép alapú műszerezésre épülő eszközrendszert a gyakorlati laborok komplett felszereléséhez. A laborhoz szükséges eszközök mellett tanulmányi tematikával és oktatási segédanyagokkal segítjük az intézményeket.

A National Instruments által fejlesztett és gyártott laboratóriumi munkaállomás, az NI ELVIS (Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite) a piacon egyedülálló, kifejezetten a természettudományi és a műszaki tantárgyak gyakorlati oktatására tervezett számítógép alapú tervező-, és prototípus készítő munkaállomás.

További információ a National Instruments Akadémiai Programjáról Magyar nyelvű oldalak: http://hungary.ni.com/oktatasi-intezmenyek http://hungary.ni.com/oktatasi-intezmenyek/labview-akademia Angol nyelvű oldal: http://www.ni.com/academic/

7

Számítógép alapú műszerezés A számítógép alapú műszer egy olyan műszerpark, amely úgy határozható meg, mint a mérésnek és a mérőeszköznek azon kombinációja, amit a számítógépes technológia felhasználásával a felhasználó önmaga készített el. Ezt a számítógép alapú mérőműszerezést nevezzük virtuális mérőműszerezésnek, ami fizikai mérési feladatok elvégzését teszik lehetővé a felhasznált hardver és szoftver kombináció segítségével.

A virtuális, azaz a számítógép alapú műszerezés lehetősége ideális és rugalmas felületet ad oktatási és kutatási célokra egyaránt: laboratóriumi oktatásban, hallgatók által készített mérésekben, számtalan kísérletben kombinálható a mérés és az automatizálás. Az ilyen célokra használt eszközöknek és rendszereknek rugalmasnak, és könnyen adaptálhatónak kell lenniük.

A számítógép alapú műszerezés lehetővé teszi a platform rugalmas használatát, mivel a projektek során (pl. kutatómunka) gyakran előre nem látható igények merülnek fel, amelynek megfelelően módosítani kell az alkalmazott rendszert. A kutatásban és oktatásban is fontos, hogy az alkalmazott műszerek gazdaságosak legyenek. Mivel a virtuális mérőrendszer elemei újra felhasználhatóak egy másik mérés során (újabb szoftver vagy eszköz beszerzése nélkül), így a virtuális műszerezés nagyon költséghatékony megoldás.

Az ideális mérőrendszer továbbfejleszthető, hogy a jövőbeni fejlesztési igények szerint lehessen alakítani. A rendszer moduláris jellegéből adódóan könnyen bővíthetjük a meglévő számítógép alapú mérőrendszerünket új funkciókkal is.

8

Az NI ELVIS II munkaállomás bemutatása A National Instruments által fejlesztett és gyártott NI ELVIS II (Educational

Laboratory

Virtual

Instrumentation

Suite)

termékcsomag a piacon egyedülálló, kifejezetten a fizika és a műszaki

tantárgyak

számítógép

alapú

gyakorlati tervező,

oktatására és

prototípus

tervezett készítő

munkaállomás.

A kifejezetten oktatási célokra fejlesztett termék egy eszközben egyesíti az összes olyan méréstechnikai funkciót, amely egy méréstechnikai laboratóriumban elengedhetetlenül szükséges.

Az NI ELVIS egy multidiszciplináris, számítógép alapú oktatóeszköz, amely az

alábbi területek gyakorlati oktatására használható: 

Elektronika/elektrotechnika



Vezérlés és szabályozás

áramkör tervezés és szimuláció



Érzékelők és szenzorok



Mechatronika/robotika



Megújuló energia



Méréstechnika



Telekommunikáció



Automatizálás



Bioelektronika



Beágyazott rendszerek



Fizika

Az NI ELVIS rendszere a képernyőn megjelenő – a LabVIEW grafikus fejlesztői környezetben gyárilag elkészített - virtuális műszer felületét kapcsolja össze az adatgyűjtő eszköz valós

9

funkcióival, és a próbapanel megfelelő csatlakozásaival. Az NI ELVIS alkalmazásával lecsökkenthetjük a laboratóriumok felszerelésének költségeit, mivel minden olyan eszközt tartalmaz, amelyre az oktatólaborokban szükségünk lehet. A rendszer egy költséghatékony elektronikai mérőlaboratórium kialakítását teszi lehetővé, mivel az eszköz 12 különböző, nagy értékű mérőműszert tartalmaz:

1. Digitális multiméter

7. Hullámforma-generátor (+ hullámforma

2. Oszcilloszkóp

szerkesztő)

3. Függvénygenerátor

8. Digitális jelgenerátor

4. Szabályozható tápegység

9. Digitális vonal író

5. Bode analizátor

10. Digitális vonal olvasó

6. Dinamikus jel-analizátor, spektrum-

11. Impedancia analizátor

analizátor

12. 2 vezetékes áram-feszültség analizátor, 3 vezetékes áram-feszültség analizátor

Az eszköz a virtuális és valós világ látványos összekapcsolásával felkelti a fiatal hallgatók érdeklődését a mérnöki tudományok iránt. Az NI ELVIS munkaállomás a cserélhető kiegészítő paneljeinek segítségével számos témakör gyakorlati oktatására alkalmas: a megújuló energia forrásoktól egészen a telekommunikációig.

Az eszköz a LabVIEW grafikus fejlesztőkörnyezettel és a Multisim áramkör tervező és szimuláló szoftverrel együtt, teljes körű adatgyűjtést és prototípus kifejlesztést tesz lehetővé, ideális eszközt jelent egyszerűbb és bonyolult oktatási feladatok megoldásához. További információ az NI ELVIS-ről (angol nyelven): http://www.ni.com/nielvis 10

A LabVIEW grafikus fejlesztői környezet A LabVIEW egy grafikus fejlesztő környezet, amelyet ma a mérnökök és kutatók az elsőszámú fejlesztőeszközként tartanak számon mérő-, adatgyűjtő, automatizálási és tudományos kutatási feladatok megoldásához.

A LabVIEW 1986-os megjelenését követően rohamléptekben hódította meg a mérnökvilágot. A National Instruments által kifejlesztett LabVIEW sikere a szoftver sokoldalúságában és hatékonyságában rejlik. A PC alapú adatgyűjtő és automatizálási feladatok megoldásához kifejlesztett LabVIEW egy olyan grafikus fejlesztőkörnyezet nyújt, amely segítségével egyszerű és komplex projekteket is gyorsan elkészíthetünk: a Lego Robot vezérléstől a világ legnagyobb részecskegyorsítójáig (CERN).

A grafikus rendszertervezés a mérnökök és kutatók számára egy olyan gyorsabb megoldási lehetőség, amivel a valós életben is működő rendszereket tervezhetnek. Eltérően a matematikai modellezést megcélozó modell-alapú tervezéstől, a grafikus rendszertervezés segít a mérnököknek abban, hogy inkább az alkalmazásra koncentrálhassanak, mintsem a számításokon való munkára.

11

A LabVIEW és a grafikus rendszertervezés segítségével a mérnökök a rendszer elképzelésétől gyorsabban jutnak el a megvalósításig, mert

a szoftver

elvonatkoztat a

rendszer

komplexitásától és széles körű I/O és hardver platformmal is integrálható.

A LabVIEW sikerének titka a szoftver grafikus fejlesztőfelületében rejlik. A szöveges programozási nyelvek összes funkcionalitásának megtartása mellett nyújt magas szintű grafikus fejlesztőeszközt mérnöki feladatok gyors megoldásához. A grafikus blokkokból felépülő LabVIEW alkalmazás egy blokkdiagramot és egy hozzá szorosan kapcsolódó egyéni kialakítású vezérlőpanelt tartalmaz, ami a felhasználó által egy palettából kiválasztott függvényekből összeállított algoritmust hajt végre.

1. ábra LabVIEW blokk diagram

2. ábra LabVIEW felhasználói felület

A LabVIEW-t ma már mérnökök és kutatók a világ minden táján számtalan iparágban használják az autók, telekommunikációs eszközök, félvezetők tervezésén és gyártásán át egészen a biológiai, kémiai és fizikai kutatásokig. Az akadémia területén a LabVIEW grafikus fejlesztői környezet lehetőséget ad a hallgatóknak arra, hogy vizualizálják, majd végrehajtsák mérnöki koncepcióikat. A LabVIEW alkalmazása a tanórákon egy hatékony és dinamikus tanulási környezetet teremt, miközben az NI ELVIS használata során szabadon alakíthatják saját felhasználói felületüket. A National Instruments minden segédeszközt és oktatási segédanyagot biztosít a hallgatóknak, hogy rövid időn belül magabiztosan használják a LabVIEW grafikus fejlesztőkörnyezet. További információ a LabVIEW-ról: Magyar nyelven: http://hungary.ni.com/labview Angol nyelven: http://ni.com/labview http://ni.com/labview/whatis http://ni.com/labview/applications http://ni.com/trylabview

12

Oktatási anyagok A National Instruments világszerte elhivatottan segíti a mérnöki és tudományos oktatást olyan szoftverekkel és hardverekkel, amelyekkel az oktatók és a hallgatók egyaránt összeköthetik elméleti tanulmányaikat valós mérésekkel, alkalmazásokkal. A vállalat elkötelezett aziránt, hogy a középiskolákban és a felsőoktatás intézményeiben színvonalas gyakorlati szemináriumok, innovatív kutatások, hallgatói tehetséggondozó programok, valamint versenyek segítsék a jövő mérnökeinek oktatását. Így született meg az a kezdeményezés, hogy egy olyan tananyag kidolgozására kerüljön sor, melyet alapvetően műszaki jellegű tudományok oktatását végző intézményekben tudnak majd alkalmazni, hogy a hallgatók már a tanulmányaik alatt versenyképes tudást sajátítsanak el, és megfelelően képzett szakemberré váljanak már az iskolapadban. Az NI ELVIS laboratóriumi munkaállomáshoz oktatási anyagot is biztosítunk: az eszközről megjelent egy tankönyv a Miskolci Egyetem gondozásában, ami részletesen bemutatja az NI ELVIS konfigurálását, műszaki leírását, a rendszer hardveres és szoftveres hátterét, valamint az eszköz kiegészítő paneljeinek használatát. A tankönyv mérési gyakorlatokat is tartalmaz: megismertet a tranzisztoros kapcsolások, műveleti erősítő mérések, FET-es kapcsolások, digitális áramkörök vizsgálatának mérésével is.

13

NI ELVIS Kiegészítő Panelek

Quanser QNET DC Motor Control Board for NI ELVIS A QNET DC Motor Control Trainer célja, hogy bemutassa a DC motor szabályozásának alapjait, ehhez az NI ELVIS Workstation platformot, valamint a LabVIEW programot használja. A rendszer

gyorsan

és

egyszerűen

konfigurálható

a

motorszabályozás egyes aspektusainak bemutatására.

A kompakt rendszer egyszerűen tárolható, a kísérletek előkészítésének ideje és komplexitása elhanyagolható a hasonlóan összetett kísérletekhez viszonyítva. A csomag része a DC motor, a tápegység, külö nböző tehetetlenségi nyomatékú terhelések illetve egy nagy felbontású optikai enkóder a pozíció megállapítására. Ezzel a rendszerrel a tananyag megannyi különböző témaköre lefedhető így megfoghatóvá és könnyen érthetővé téve azt a hallgatók számára. A témák között megjelenik a sebesség és pozíció szabályozás, a PID szabályozás, a rendszeridentifikáció, a visszacsatolás szerepe vagy éppen a frekvencia analízis. A lista bővítésének csak az oktató kreatívitása szabhat határt.

Quanser QNET HVAC Trainer Board for NI ELVIS

A Quanser Engineering Trainers (QNET) HVAC Trainer termék

ideális a

folyadék

dinamikai, illetve a

termodinamikai vezérlések illusztrációjához. A diákok egy hőkamra vezérlésének megtervezése során megismerhetik a valós vezérlések implementációja során felmerülő feladatokat: hőmérséklet vezérlés, relé vezérlés tervezése, rendszer modellezés, parameter identifikáció, model validáció, szabályozás tervezés. Az eszköz része egy hőkamra, amely integrált hőmérésklet szenzorral, 12 V-os, változattható intenzitású halogén lámpával, és ventillátorral van felszerelve.

14

A QNET hardware-in-the-loop implementációival, a mérnök hallgatók nem csak gyakorlati tapasztalatokat szerezhetnek, hanem motivációjuk, érdeklődésük is fokozható. A QNET trainerek és az NI ELVIS minden elemet tartalmaznak, ami egy laboratóriumi termodinamikai vezérlés tervezéshez szükséges, illetve szimulációkra is lehetőséget biztosítanak.

A QNET trainer-ek NI ELVIS vagy NI ELVIS II platfromokkal is kompatibilisek, valamint kiegészülnek a NI LabVIEW Control Design and Simulation Modullal. A trainer-ek egyszerűen csatlakoztathatóak az ELVIS munkaállomáshoz, így oktatási célú kísérletek széles választékát teszik lehetővé, kibővítve az NI platform funkcionalitását.

Az NI ELVIS egy olyan integrált eszközpalettával rendelkezik, amely magában foglalja a laboratóriumokban leggyakrabban használt műszereket: oszcilloszkóp, digitális multiméter, függvény generátor, szabályozható tápegység és bode analizátor. Ezekhez társul egy olyan kompakt kialakítás, amely lehetővé teszi az oktatási célú demonstrációkat.

QNET Vertical Take-Off and Landing (VTOL) Trainer

Az eszközt az irányítástechnika és mechatronika gyakorlatorientált oktatásához fejlesztettük ki. A Quanser Engineering Trainers (QNET) Vertical TakeOff and Landing (VTOL) Trainer-e (vertikális felszállás és landolás) egy 1 szabadság fokú helikopter, amely bevezetést nyújt a mozgás vezérlésbe, repülőgép dinamikába, kinematikába és vezérlésbe. A rendszer alapja egy konzolos kar végére szerelt, változtatható sebességű ventillátor (védő burkolattal ellátva). A ventillátor és a kar emelkedése a tengelybe szerelt enkóderrel mérhető.

A QNET hardware-in-the-loop implementációival, a mérnök hallgatók nem csak gyakorlati tapasztalatokat szerezhetnek, hanem motivációjuk, érdeklődésük is fokozható. A QNET trainerek minden elemet tartalmaznak, ami egy laboratóriumi termodinamikai vezérlés tervezéshez szükségesek, illetve szimulációkat is biztosítanak. A QNET trainer-ek NI ELVIS vagy NI ELVIS II platfromokkal is kompatibilisek, valamint kiegészülnek a NI LabVIEW Control Design and Simulation Modullal. A trainer-ek egyszerűen csatlakoztathatóak az ELVIS munkaállomáshoz,

15

így oktatási célú kísérletek széles választékát teszik lehetővé, kibővítve az NI platform funkcionalitását.

Quanser QNET Mechatronics Sensors Board for NI ELVIS

Az eszköz bevezeti a tanulókat a napjainkban leggyakrabban használt érzékelők világába. Segítségével megismerhetők a szenzorok használatának előnyei és azok korlátai.

A csomagban található tíz érzékelő közül négy digitális (pl.: optikai kapcsoló, nyomógombos kapcsoló, mágneses Halleffektus kapcsoló, egypólusú egyáramkörös mikro kapcsoló (SPDT)) és hat analóg (pl. potenciométer, hőmérséklet, nyomás, távolság érzékelők).

Quanser QNET Myolectric Board for NI ELVIS QNET Myoelectric Trainer

A

berendezés

nyerhetnek

a

használatával a biomérnökség

tanulók világába.

betekintést Az

eszköz

segítségével valós idejű mérés és irányítás végezhető ugyanabban a szoftver környezetben. A berendezésben található

egy

elektromiográfiás

PWM

szervó

(EMG)

motor, elvek

amelyet alapján,

izomösszehúzódások segítségével lehet vezérelni.

A motor egy művégtagot szimuláló marokhoz kapcsolódva szemlélteti a megvalósított vezérlést. Az EMG gyakorlati alkalmazásai közé tartozik többek között az izom- és idegrendellenességek diagnosztikai kiértékelése, a művégtagok használata, kerekesszékek irányítása.

16

valamint

NI Digital Electronics FPGA Board

A Xilinx Spartan-3E FPGA-ra épülő NI Digital Electronics FPGA

Board

segítséget

egy

nyújt

kiváló a

oktatási

digitális

platform, amely

elektronikai

eszközök

tervezésének elsajátításában. Az alaplap teljes mértékben programozható mind az NI LabVIEW, mind a Xillinx ISE környezetből, így az oktatók minden megközelítési módot könnyedén demonstrálhatnak. Az alaplap tartalmaz egy próbapanelt, ahol a tanulók megépíthetik saját áramköreiket. Az NI EVIS II/II+ integrációs lehetőség egy teljes körű eszközkörnyezetet

biztosít:

LED-ekkel,

kapcsolókkal,

nyomógombkkal,

kijelzőkkel

és

enkóderekkel. Az oktatók számára szabadon hozzáférhető segédanyagok tölthetőek le az ni.com/nielvis oldalról.

Freescale NI ELVIS Microcontroller Prototype Board (Freescale HCS12 MCU)

Mikrokontrolleres

rendszerek

tervezésének

és

tesztelésének oktatásához fejlesztették ki az NI ELVIS II/Freescale HCS12 oktatási platformot, mely minden elemet

tartalmaz

ami

a

gyakorlati

elengedhetetlen.

Bundle a következőket tartalmazza: 

NI ELVIS II, plug-and-play USB, 12 integrált eszközzel



Freescale HCS12 modul, NI ELVIS II adapterrel



Freescale CodeWarrior, HCS12-höz



NI LabVIEW software



NI LabVIEW SignalExpress software

17

megközelítéshez

Vernier Green Engineering Sensor Kit for NI ELVIS II

pH szenzor: Ag-AgCl elektróda, mellyel 0-14 pH egység közötti mérések végezhetőek. Szén-dioxid szenzor: Ideális eszköz növények fotoszintézise, vagy akár emberi légzés hatására bekövetkező szén-dioxid szint változások mérésére. Mérési tartomány: 0-100 000 ppm. A csomag tartalmaz kisebb növényekkel, vagy állatokkal végzett kísérletekre alkalmas mérőkamrát is. Rozsdamentes acél hőmérsékletmérő szonda: Strapabíró, rozsdamentes acélból készült szonda, mely alkalmas többek között szerves folyadékok, sóoldatok, savak és lúgok hőmérsékletének mérésére. Vezetőképesség-mérő: Kiváló eszköz sótartalom, teljes oldottanyag tartalom (Total Dissolved Solids - TDS), illetve vezetőképesség mérésére vízmintákban. Segítségével demonstrálható az iondiffúzió membránokon keresztül, vagy követhető a folyadékok ion-szint változása. Kémia szakos tanulók vizsgálhatják a különbséget molekuláris és ionos elegyek, illetve erős és gyenge savak között. Differenciális feszültségmérő szonda: Alacsony, (±6V) egyen-, vagy váltakozó feszültségű hálózatok mérhetőek az eszköz segítségével. Az árammérő szondával együtt alkalmazva, megismerhető többek közt Ohm törvénye, illetve fázis viszonyok vizsgálhatók reaktív elemekben. A szonda egyik kivezetése sem csatlakozik földhöz. Árammérő szonda: Gyengeáramú (±0.6A), egyen, vagy váltakozó feszültségű hálózatok mérhetők

az

eszköz

segítségével. A

feszültségmérő szondával együtt alkalmazva,

megismerhető többek közt Ohm törvénye, illetve fázis viszonyok vizsgálhatók reaktív elemekben. Elektrokémiai vizsgálatokra is alkalmas eszköz. Analóg Proto Board csatlakozó: Segítségével a Vernier analóg BTA csatlakozói használhatóak a National Instruments ELVIS prototípus fejlesztő rendszereihez.

18

Vernier Bioinstrumentation Sensor Kit for NI ELVIS II EKG Szenzor: Az izmok összehúzódásakor fellépő feszültséget érzékeli. Használható standard 3 csatlakozós EKG-, vagy felületi elektromiográfiás (EMG) mérésekhez. A szenzor mindhárom kivezetése eldobható elektródákhoz csatlakozik. EKG görbét is rajzol, mellyel szemléltethető az izmok összehúzódása és elernyedése. A csomag 100 eldobható elektródát tartalmaz.

Kézi pulzusmérő: Mozgó, vagy nyugvó ember pulzusa is mérhető az eszköz segítségével (akár testedzés közben is). A mérőeszköz vezeték nélküli fogantyúkból és egy vevőegységből áll. A vevőegység bármelyik Vernier adatgyűjtő modulhoz csatlakoztatható.

Marokerősség-mérő: Nyúlásmérő bélyeg elvű mérőeszköz, mellyel marokerősség-mérésen kívül izomfáradás vizsgálatok végezhetők. Használható önmagában, vagy EMG mérésekkel kombinálva izom aktivitás részletes tanulmányozásához. Mérési tartomány: 0-600 N. Pontosság: ±0,06 N.

Oxigénszint mérő: Az eszköz segítségével a levegő oxigénszintje mérhető. Nem igényel beállítást vagy kalibrációt, csatlakoztatás után rögtön üzemkész. Felületi hőmérsékletmérő szenzor: Rendkívül gyors működésű termisztoros mérőeszköz, mely ideális olyan helyzetekben, melyekben alacsony termikus tömeg, vagy flexibilitás szükséges, például felületek hőmérsékletének méréséhez. Csak levegőben használható. Vérnyomásmérő szenzor: Nem invazív mérőeszköz, mely segítségével szisztolés és diasztolés vérnyomás mérhető. A csomag tartalmaz egy felnőtt méretű (27-39 cm) mandzsettát, pumpát, valamint jelátalakítót. Légzésmérő: Légáramlással, illetve tüdőkapacitással kapcsolatos mérések széles köre végezhető az eszközzel. A légzésmérővel nyugalomban, illetve közepes terhelés mellett végezhetünk méréseket. Tartozik hozzá egy könnyen tisztítható, leszerelhető áramlásmérő-fej (22 mm ID / 30 mm OD) és egy differenciális jelátalakító. A készlet tartalma ezen kívül egy fogantyú, 5 db eldobható fújó szonda, 1 db eldobható baktériumszűrő, illetve egy orrcsipesz.

19

Analóg Proto Board csatlakozó: Segítségével a Vernier analóg BTA csatlakozói használhatóak az NI ELVIS prototípus fejlesztő rendszereihez. Emona DATEx Telecommunication Board for ELVIS

Az Emona DATEx az NI ELVIS, NI ELVIS II és NI ELVIS II+ eszközöket kiegészítő panel, amely az analóg

és

digitális

kommunikáció

alapjainak

oktatását segíti elő. A DATEx panelen a kommunikációs rendszerekben megtalálható blokkok jól elkülönítve megtalálhatók, olyan egységekben, mint ahogy az a tankönyvekben megjelenik. A tanulók az egyes blokkok összekötésével teljes kommunikációs renszereket építhetnek fel, az előre szerelt patch kábelek segítségével. A DATEx oktatási segédanyagokat is tartalmaz, amelyet tapasztalt, telekommunikációt oktató tanárok készítettek. Emona ETT-211 FOTEX-Fiber Optic Comm Trainer for NI ELVIS

Az Emona FOTEX az NI ELVIS, NI ELVIS II és NI ELVIS II+ eszközöket kiegészítő panel és a hozzátartozó gyakorló példák gyűjteménye, amely lehetővé teszi az üvegszálas digitális kommunikáció gyakorlati oktatását.

Az EMONA Instruments által gyártott panel hatékony és moduláris gyakorlati személeletet alkalmaz, amellyel a tanulók gyorsan képesek üvegszálas összeköttetésekre épülő alapsávi áramkörök építésére, üvegszálas és vezetékes szerelt (patch) kábelek segítségével.

Emona SIGEx Signals & Systems Experimenter - NI ELVIS Az Emona SIGEx (SIGnals & Systems Experimenter – Jelek és rendszerek kísérlet) az első olyan NI ELVIS platformra épülő kísérlet, ami segítségével gyakorlati

20

megközelítésben tanítható a jelek és rendszerekről, illetve a jelfeldolgozó rendszerekről szóló témakör, akár egyetemi szinten, akár középiskolai szinten. A gyakorlati, kísérleteket használó laborgyakorlatok megkönnyítik a témakör absztrakt matematikai módszereinek megértését, és segíti az elmélet összekapcsolását a valós alkalmazásokkal.

A készlet tartalmazza az ELVIS kártyát, 16 darab kidolgozott kísérlet leírását és a szükséges szoftvereket melyek az NI LabVIEW grafikus programozási környezetre épülnek. Az oktatható témakörök között szerepel a lineáris és nemlineáris rendszerek karakterizációja, a konvolúció, a pólus-zérus, a komplex- frekvencia tartomány (s-tartomány) vagy a mintavételezés és átlapolódás fogalmai.

A készletben minden szükséges kábel és kiegészítő megtalálható, így a kísérletek gyorsan összeállíthatók és azonnal hasznáhatóak.

Emona HELEx Green Engineering Board for ELVIS

Az Emona HELEx kártya az NI ELVIS platformhoz kialakított teljes körű oktatási készlet, mely a megújuló energiaforrások oktatását segíti. Az NI ELVIS kártyára épülő készlet tartalmaz napelemet, vízbontó készüléket

és üzemanyag cellát, továbbá

kidolgozott tananyagokat a megújuló energiaforrások oktatására(kezdő és haladó szinten.)

Az oktatható témakörök között szerepel a napelemcella karakterisztikája, konfigurálása és teljesítménye, az elektrolízis, az üzemanyagcellák használata és egy megújuló energiát használó erőmű modellezése.

A készlet minden laborgyakrolathoz tartalmaz egy, az NI LabVIEW programban elkészített megjelenítő felületet is, melyeket az oktató könnyedén módosíthatja a tananyag és a saját igényei szerint.

21

ELVIS II - Specifikációk (angol nyelven) Specifications >> For complete specifications, see the NI ELVIS II series user manual at ni.com/manuals.

Performance is typical at 25 °C unless otherwise specified.

ELVIS II Specifications Analog Input Channels

8 differential or 16 single-ended

ADC resolution

16 bits

Absolute accuracy

Refer to NI ELVIS II

Maximum sampling rate

1.25 MS/s single channel, 1.00 MS/s multichannel aggregate)

Input range

±10, ±5, ±2, ±1, ±0.5, ±0.2, and ±0.1 V

Maximum working voltage for analog inputs

±11 V of AIGND Input impedance

(signal + common mode) Device on – AI+ or AI- to AIGND

>10 G½ || 100 pF

Device off – AI+ or AI- to AIGND

820 ½

Small signal bandwidth (-3 dB)

1.2 MHz

Analog Triggers Number of triggers

1

Source

AI<0..15>, and available on NI ELVIS II only, ScopeCH0, ScopeCH1

Functions

Start trigger, reference trigger, pause trigger, sample clock, convert clock, sample clock timebase

Source level

±Full scale

Resolution

10 bits

Modes

Analog edge triggering, analog edge triggering with hysteresis, and analog window triggering

Arbitrary Waveform Generator/Analog Output

22

Channels

2

DAC resolution

16 bits

Maximum update rate

1 channel .............. 2.8 MS/s 2 channels.............. 2.0 MS/s

Timing resolution

50 ns

Output range

±10 V, ±5 V

Slew rate

20 V/μs

Digital I/O and PFI Channels

24 DIO,15 PFI

Direction control

Each line individually programmable as input or output

Pull-down resistor

50 k½ typ, 20 k½ min

General-Purpose Counter/Timers Counter/timers

2

Resolution

32 bits

Counter measurements

Edge counting, pulse, semiperiod, period, two-edge separation

Position measurements

X1, X2, X4 quadrature encoding with Channel Z reloading; two-pulse encoding

Output applications

Pulse, pulse train with dynamic updates, frequency division, equivalent time sampling

External base clock frequency

0 to 20 MHz

Base clock accuracy

50 ppm

Maximum frequency

1 MHz

Inputs

Gate, source, HW_Arm, Aux, A, B, Z, Up_Down

Frequency Generator Channels

1

Base clocks

10 MHz, 100 kHz

Divisors

1 to 16

23

Maximum frequency

1 MHz

Base clock accuracy

50 ppm

External Digital Triggers Source

TRIG BNC or any PFI

Polarity

Software-selectable for most signals

Analog input function

Start trigger, reference trigger, pause trigger, sample clock, convert clock, sample clock timebase

Analog output function

Start trigger, pause trigger, sample clock, sample clock timebase

Counter/timer function

Gate, source, HW_Arm, Aux, A, B, Z, Up_Down

Digital Multimeter (DMM) Isolated functions

DC voltage, AC voltage, DC current, AC current, resistance, diode

Isolation level

60 VDC/20 Vrms, Installation Category I

Resolution

5 ½ digits

Input impedance

11 M½

Nonisolated functions

Capacitance, inductance

Voltage Measurement DC ranges

100 mV, 1 V, 10 V, 60 V

AC ranges

200 mVrms, 2 Vrms, 20 Vrms

Accuracy


Current Measurement DC range

2A

AC ranges

500 mArms, 2 Arms

Shunt resistor

0.1 ½

Burden voltage

<0.6 V

Accuracy


Input protection

F 3.15 A 250 V, fast-acting userreplaceable fuse

24

Resistance Measurement Ranges

100 ½, 1 k½, 10 k½, 100 k½, 1 M½, 100 M½

Accuracy


Diode Measurement

Range

10 V

Nominal test current

100 μA (10 V range)

Capacitance Measurement Range

50 pF to 500 μF

Accuracy

1%

Inductance Measurement Range

100 μH to 100 mH

Accuracy

1%

Function Generator Channels

1

Output waveform type

Sine, square, triangle

Frequency range

0.186 Hz to 5 MHz (sine) 0.186 Hz to 1 MHz (square and triangle)

Frequency resolution

0.186 Hz

Waveform amplitude range

10 Vpp

Waveform amplitude resolution

10 bits

Waveform amplitude accuracy

1% ±15 mV

Waveform offset range

±5 V

Duty cycle range

0 to 100%

Output impedance

50

Maximum output current

100 mA

Modulation Inputs

2 (AM and FM)

25

Modulation input range

±10 V

Amplitude modulation factor

10%/V

Frequency modulation factor

20%/V

Oscilloscope (NI ELVIS II+) Channels

2

Input coupling

AC, DC, GND

Input impedance

1 M½ || 21 pF

Bandwidth (-3 dB)

35 MHz (40 mVpp range) 50 MHz (all other ranges)

Optional noise filter

20 MHz

AC coupling cutoff frequency (-3 dB)

12 Hz

Resolution

8 bits

Maximum sampling rate

100 MS/s (two channels)

Timebase accuracy

50 ppm

Waveform memory

16384 samples per channel

DC accuracy

Refer to NI ELVIS II/II+

Dynamic Signal Analyzer Frequency resolution

Software-controllable (200, 400, 800, 1600, 3200 lines)

Accuracy


Bode Analyzer Frequency range

1 Hz to 200 kHz (ELVIS II); 1 Hz to 5 MHz (ELVIS II+)

Accuracy


Two-Wire Current-Voltage Analyzer Current range

±40 mA

Voltage sweep range

±10 V

Three-Wire Current-Voltage Analyzer Supported devices

NPN and PNP transistors

Minimum base current increment

0.48 μA

26

Maximum collector current

±40 mA

Maximum collector voltage

±10 V

Impedance Analyzer Measurement frequency range

1 Hz to 35 kHz

Power Supplies +15 V Supply Output voltage (no load)

+15 V ±5%


500 mA

Short circuit protection

Resettable circuit breaker

-15 V Supply Output voltage (no load)

-15 V ±5%


500 mA



+5 V Supply Output voltage (no load)

+5 V ±5%


2A



Positive Variable Supply Output voltage

0 to +12 V

Voltage setpoint resolution

10 bits

Voltage accuracy (no load)

100 mV


500 mA


Self-resetting current limiter

Negative Variable Supply Output voltage

0 to -12 V

Voltage setpoint resolution

10 bits

Voltage accuracy (no load)

100 mV

27


500 mA


Self-resetting current limiter

Calibration Recommended warm-up time

15 minutes

Calibration interval

1 year

Communication Bus interface

Hi-Speed USB

Physical Dimensions

34.3 by 28.0 by 7.6 cm (14.5 by 11 by 3 in.)

Weight (with prototyping board)

1.9 kg (4.2 lb)

Environmental Operating temperature

10 to 35 °C

Storage temperature

65 °C

Humidity

10 to 90% relative humidity, noncondensing

Maximum altitude

2000 m

Pollution degree (indoor use only)

2

National Instruments Hungary Kft. 1117 Budapest, Neumann János u. 1/E. 2. em. Telefon: 06 1 481 1400 Fax: 06 1 203 3490 Szakmai tanácsadás: 06 80 204 704 Email: [email protected] Web: hungary.ni.com

28

Laboratóriumi munkaállomás és NI Akadémiai Program

Recommend Documents