Chương 1: Tổng quan về tình hình nghiên cứu hiện nay, mục đích, nhiệm vụ, đối tượng phạm vi tìm hiểu,… Chương 2: Giới thiệu về phần mềm lập trình. Chương 3: Giới thiệu kit và các module liên quan. Chương 4: Thiết kế hệ thống. Chương 5: Kết quả và nhận xét.
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển. 5 do an CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương này nhóm thực hiện đề tài sẽ trình bày những vấn đề cơ sở lý thuyết liên quan như: giới thiệu về ngôn ngữ lập trình LabVIEW, giới thiệu và tìm hiệu về đặc tính kỹ thuật về kit myDAQ và Module cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng,.tìm hiều đặc tính và nguyên lý hoạt động của các IC liên quan, tìm hiểu và giải thích bộ chia và ghép kênh và cuối cùng là tìm hiểu về mô hình mạng LAN và cách thức truyền TCP/IP trên mạng LAN. Kit Nation Instruments myDAQ chuẩn USB. NI myDAQ là nền tảng thiết bị thu thập dữ liệu (DAQ) cơ động giá thành thấp, cung cấp cho sinh viên khả năng đo lường và phân tích các tín hiệu trực tiếp trên máy tính.
Thiết bị này đã và đang được sử dụng tại hơn 1000 trường Đại học, cao đẳng trên khắp thế giới. NI myDAQ tích hợp nhiều loại thiết bị ảo, chạy trên nền tảng LabVIEW như: máy phát hàm, máy hiện sóng, đồng hồ đo vạn năng (DMM), bộ phân tích biểu đồ Bode, máy phát xung tùy ý ARB … Cùng với phần mềm lập trình đồ họa LabVIEW, sinh viên có thể mở rộng chức năng của thiết bị với hàng ngàn ví dụ mẫu từ thư viện online như điều khiển PID, bộ đếm tần số, bộ hiệu chỉnh âm thanh… Ngoài ra, NI myDAQ còn có 2 ngõ vào tương tự, 2 ngõ ra tương tự, 8 ngõ vào/ra số, khả năng cấp nguồn +5, +15 và -15V DC. Ngoài ra, khi kết hợp với LabVIEW, NI myDAQ tạo ra một giải pháp học tập thực hành cho các khái niệm cốt lõi trong chương trình giảng dạy kỹ thuật, bao gồm các môn về mạch điện tương tự, cảm biến, tín hiệu và hệ thống. Có thể thu thập 2 dạng dữ liệu là Analog và Digital.
Ưu điểm Các thiết bị thu thập dữ liệu của National Instruments cung cấp cho người dùng những I/O hiệu năng cao, những công nghệ tiên tiến, và những lợi ích về năng suất do phần mềm mang lại. Với các công nghệ phần cứng và phần mềm đã được cấp bằng sáng chế, National Instruments cung cấp một loạt các giải pháp đo lường và điều khiển trên nền tảng máy tính PC, đáp ứng yêu cầu về sự linh hoạt cũng như 6 do an hiệu năng cho các ứng dụng. Trong hơn 25 năm qua, National Instruments không chỉ được xem là nhà cung cấp thiết bị mà còn là người cố vấn có uy tín cho các kỹ sư và các nhà khoa học trên toàn thế giới. I/O hiệu năng cao.
Độ chính xác là một trong những yêu cầu quan trọng nhất trong các ứng dụng về đo lường. Quan trọng không kém là tốc độ lấy mẫu của I/O, tốc độ truyền dữ liệu và độ trễ. Đối với hầu hết các kỹ sư và nhà khoa học, hy sinh độ chính xác cho tốc độ truyền dữ liệu hay hy sinh tốc độ lấy mẫu cho độ phân giải không phải là một lựa chọn mà họ có thể chấp nhận được. Những thiết bị thu thập dữ liệu đa dạng trên nền PC của National Instruments đã tạo ra một chuẩn công nghiệp về độ chính xác, hiệu năng và độ dễ sử dụng, từ PCI đến PXI, từ USB đến không dây.
“National Instruments là một công ty nổi tiếng cung cấp các hệ thống thu thập dữ liệu, và … điều quan trọng là chúng tôi làm việc với các công ty có lịch sử tốt và sẽ tồn tại trong nhiều năm tới nữa”. Các thiết kế với độ chính xác cao Nhiều kỹ sư và nhà khoa học nhầm lẫn trong việc đánh giá độ chính xác của thiết bị thu thập dữ liệu bằng cách chỉ xem xét độ phân giải của nó. Trên thực tế, sai số do độ phân giải, gọi là sai số lượng tử hóa, có thể chỉ đóng một phần rất nhỏ trong tổng sai số của kết quả đo lường. Các sai số khác, như trôi nhiệt độ, độ lệch, khuyếch đại và độ phi tuyến tính có thể thay đổi rất nhiều do thiết kế phần cứng.
Với nhiều năm kinh nghiệm, NI đã phát triển một số các công nghệ trọng điểm cho phép giảm thiểu những sai số này và tăng độ chính xác tuyệt đối của hệ thống đo lường. kết nối nối sensor dễ dàng với bộ điều hòa tín hiệu được tích hợp sẵn Thông thường, các sensors cần một bộ điều hòa tín hiệu riêng trước khi kết nối vào hệ thống thu thập dữ liệu. Công nghệ mới cùng với việc các thiết bị điện tử ngày càng thu nhỏ cho phép tích hợp bộ điều hòa tín hiệu của sensor cùng với bộ 7 do an chuyển đổi từ tương tự sang số (ADC) lên cùng một thiết bị. Các thiết thị thu thập dữ liệu của NI với bộ điều hòa tín hiệu tích hợp giúp cho việc đo lường chính xác hơn nhờ việc loại bỏ cáp và các đầu nối dữ liệu, giảm các thành phần của hệ t hống đo lường.
NI cũng đã hợp tác với hàng loạt các công ty sản xuất cảm biến (sensor) hàng đầu thế giới để tạo ra các chuẩn đầu nối cảm biến dễ dàng, và tự động cấu hình cảm biến với công nghệ cảm biến thông minh TEDS. I/O cho tất cả các loại cảm biến, tất cả các chuẩn truyền thông. Không có nhà sản xuất nào cung cấp các thiết bị thu thập dữ liệu trên nền tảng PC đa dạng như NI. Các thiết bị NI DAQ có thể được dùng với hàng loạt các chuẩn truyền thông PC khác nhau, trong đó có USB, PCI, PCI Express, PXI, PXI Express, Wi-Fi (IEEE 802.11), và Ethernet, dùng cho hàng loạt loại đo lường khác nhau.
Nền tảng phần cứng dạng mô-đun của NI giúp thỏa mãn các yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng và cho phép mở rộng ứng dụng trong tương lai. Nâng cao năng suất qua phần mềm. Một trong những lợi ích lớn nhất trong việc sử dụng các thiết bị thu thập dữ liệu trên nền PC là bạn có thể dùng phần mềm để tùy chỉnh các tính năng và hiển thị kết quả theo yêu cầu của ứng dụng. Khi xem xét giá thành của việc xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu, phát triển phần mềm thường chiếm khoản 25% của cả hệ thống.
Có được một driver dễ sử dụng cùng với phần mềm lập trình ứng dụng trực giác cho phép chúng ta hoàn thành dự án đúng tiếng độ với giá thành thấp. National Instruments cung cấp một loạt các công cụ phần mềm giúp bạn đạt năng suất cao hơn trong việc hoàn thành các công việc đo lường và tự động hóa. Phần mềm Driver NI-DAQmx Phần mềm driver NI-DAQmx giúp tăng năng suất và hiệu suất. Đây là một trong những lý do vì sao National Instruments vẫn tiếp tục là công ty đi đầu trong lĩnh vực thiết bị ảo và đo lường dựa trên PC.
8 do an Một giao tiếp nhiều ngôn ngữ lập trình: NI-DAQmx cung cấp cùng một giao tiếp cho nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau, trong đó có NI LabVIEW, các ngôn ngữ Visual Studio. Các hàm và đặc tính cũng như thứ tự sử dụng các hàm là như nhau trên tất cả các ngôn ngữ lập trình Một giao diện, hàng trăm các thiết bị thu thập dữ liệu khác nhau: Không cần biết bạn đang phát triển ứng dụng trên thiết bị thu thập dữ liệu qua chuẩn PCI, PCI Express, PXI, PXI Express, USB, Ethernet hay không dây, mã cơ bản của NI- DAQmx là như nhau trên tất cả các thiết bị. Với một giao tiếp lập trình duy nhất, bạn có thể nâng cấp hoặc thay đổi thiết bị thu thập dữ liệu mà không cần thay đổi mã chương trình. 1: Module NI myDAQ 2.
Thông số kỹ thuật. NI myDAQ sử dụng nguồn USB 5V – 100mA. Ni myDAQ cung cấp 2 ngõ đầu vào Analog (AI), 2 ngõ đầu ra Analog (AO), 8 ngõ đầu vào/ đầu ra Digital số và đầu ra (DIO), âm thanh, nguồn điện +5V +15V -15V, và vạn năng kỹ thuật số (DMM) chức năng trong một thiết bị USB nhỏ gọn. Ngõ vào Analog.
2kênh diffential hay 1 ngõ vào strereo audio với độ phân giải ADC 16 bits. Phạm vi đo ngõ vào Analog ± 10V, ± 2V, DC-coupled và phạm vi đo đối với ngõ 9 do an vào Audio ±2V, AC-coupled. Ngõ vào Analog DC và Audio hoạt động với băng thông 400kHz. Dạng kết nối ngõ vào Analog chân cắm còn ngõ vào Audio jack 3.
Ngõ ra Analog. 2 kênh ground-referenced hay 1 ngõ ra strereo audio với độ phân giải DAC 16 bits Phạm vi đo 10V, ± 2V, DC-coupled. Trở kháng ngõ ra 1Ω và 120 Ω, dạng kết nối chân cắm và jack 3. Số chân 8; DIO<0.7>, hướng điều khiển dựa vào lập trình xác định ngõ vào hay ngõ ra.
Pull-down resistor 75 KΩ với mức logic 5V ngõ vào; 3.3V ngõ ra VIHmin 2.8V, dòng ngõ ra cực đại 4mA. Số liệu thống kê về đo dòng điện – điện áp – trở kháng. Phạm vi DC : 20mA, 200mA, 1A. Phạm vi AC: 20mArms, 200mArms, 1Arms.
1:Bản thông số đo dòng điện. Chức năng Phạm vi Độ phân Tính chính xác giải Giá trị đọc được + sai số % DC Amps 20mA 0.5% DC Amps 200mA 0.5% 40 đến 400Hz 400 đến 2000Hz AC Amps 20mA 0.06mA + 5% AC Amps 200mA 0.8mA + 5% AC Amps 1A 0.6% 6mA + 5% 10 do an b. Phạm vi DC: 200mV, 2V, 60A. Phạm vi AC: 200mVrms, 2Vrms, 20rms.
2: Bảng thông đo thông số điện áp Chức năng Phạm vi Độ phân Tính chính xác giải Giá trị đọc được + sai số % DC Volt 200mV 0.5% 40 đến 400Hz 400 đến 2000Hz AC Amps 20V 0.06mA + 5% AC Amps 60V 0. Đo trở kháng. Phạm vi đo trở kháng: 200Ω, 2kΩ, 20 kΩ, 200 kΩ, 2MΩ, 20 MΩ. 3: Bảng thông số đo trở kháng.
Chức Phạm vi Độ phân giải Tính chính xác năng Giá trị đọc được + sai số % 200Ω 0. Nguồn cung cấp. Nguồn +15V: điện áp ngõ ra không tải dao động từ 14V đến 15.3V, dòng ngõ ra cực đại 30mA và điện dung cực đại 470µF. Nguồn -15V: điện áp ngõ ra không tải dao động từ -15.3V đến 14V, dòng ngõ ra cực đại 30mA và điện dung cực đại 470µF.
Nguồn +5V: điện áp ngõ ra không tải dao động từ 4V đến 5.2V, dòng ngõ ra cực đại 100mA và điện dung cực đại 33µF. Phần mềm LabVIEW. LabVIEW là một phần mềm máy tính được phát triển bởi National Instruments.