Introduction to DAQ -Labview associated-
DAQ 시스템 아날로그신호를컴퓨터로입력받아디지털로변환하고, 이변환된데이터를사용자의요구에맞게분석하는시스템 하드웨어의구성메인시스템 (Main System) 데이터수집보드 (DAQ Board) 입력센서 (Input Sensor) 신호조절모듈 (Signal Conditioning Module) 메인시스템데이터수집보드와의호환성하드디스크의액세스시간
데이터수집보드용어 입력형태 (Input Type) Conventional : SE (Signal-Ended), DI (Differential Input) SS&H (Simultaneous Sample and Hold) Delta Sigma 입력범위 (Input Range) Unipolar, Biploar PGH (Programmable Gain High), PGL (Programmable Gain Low) 속도 (Speed) 수집시간 (Acquisition Time), 변환시간 (Translation Time), 전송시간 (Transfer Time) 처리시간 (Throughout Time) : 센서로부터수집하여메모리에저장하는초당데이터의수 (Hz)
해상도 (Resolution) 입력범위를몇개로등분하여아날로그데이터를수집할것인지를나타낸다 (Bit) 입력센서 출력범위 (Output Range) 가데이터수집보드의입력범위와호환 신호조절모듈 센서로부터입력되는신호의잡음을축소 온도나압력등을전압으로변환 소프트웨어의구성 GLOBAL LAB HP VEE with DT VPI (Visual Programming S/W) LabVIEW
데이터수집보드기능 물리적신호의발생을입력받아처리 아날로그-디지털 (analog to digital, A/D) 변환 디지털-아날로그 (digital to analog, D/A) 변환 디지털입 / 출력 (Digital Input/Output, I/O) 카운터 / 타이머 (counter/timer)
DAQ 보드설치 Plug & Play Device Non Plug & Play Device DAQ Configuration Utility 장치를설정장치의기능을테스트 설정값들을파일에저장하여필요에라능동적으로사용 따
NI-DAQ 구성 (Configuration) 1. System edit Input/output range, interrupt request, direct memory access memory range, PC card socket, parallel port 2. Analog Input bipolar (-5V -+5V), unipolar (0V -10V) differential, referenced single ended, non- referenced single ended 3 Analog Output Bipolar, Unipolar, Bipolar External Reference, Unipolar External Reference 4. Accessory
NI-DAQ vi (Vertual Instrument) Analog Input Analog Output Counter I/O Digital I/O
Analog Input (AI)
LabVIEW 의아날로그입력 VI Easy 아날로그입력그룹, Intermediate 아날로그입력그룹, Advanced 아날로그입력그룹, Utility 그룹으로분류된다. 이분류방법은아날로그출력, 디지털신호입. 출력에도동일하게분류된다. 가장위에있는 4 개의 VI 는 Easy I/O 아날로그입력 (Easy AI) 이고, 중간의 5 개 VI 는 Intermediate 아날로그입력 VI 이다. 이메뉴에는 2 개의보조팔레트가있는데, 하나는아날로그입력 Utility VI 이고다른하나는 Advanced 아날로그입력 VI 이다. Advanced VI 는최하위레벨 NI-DAQ 드라이버인터페이스이고, Utility VI 는 Intermediate VI 를용도별로편리하게사용하도록구성되어있다.
Easy I/O VI Easy I/O VI 는기본적인아날로그입력, 아날로그출력, 디지털 I/O counter/timer 작업을할수있도록상위레벨 VI 로구성되어있다. 이들은간단한 DAQ, 디지털 I/O, counter/timer 작업에또는 LabVIEW 로 DAQ 을시작하고자할때적절하다. Easy I/O VI 는간단한에러취급방법을포함하고있다. VI 에 DAQ 에러가발생하면, dialog box 가에러정보를표시한다. Dialog box 로부터 VI 를정지하거나에러를무시할수있다. Intermediate VI 는 external timing 과같이 Easy I/O 가부족한점을보충해준다. 각 VI 들은에러정보를다른 VI 로전달해서에러를프로그램적으로취급할수있다
AI(analog input) Sample Channel.vi 이는지정된 channel 과 device 에서 1 개의전압을 sample 로출력한다. High Limit 와 Low Limit 는반드시값을입력할필요가없다. 측정할입력범위를입력하면 DAQ 보드의 Gain 에영향을준다. Channels 스트링에지정된각각의채널당 1 개의샘플을얻는다. 얻은샘플들의결과는지정된채널의순서대로 samples 배열로출력된다. 만약 channels 에 0:7 을입력하면채널 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 이순차적으로입력되므로, samples 에는 8 개의측정값이포함된배열을출력한다. 배열의 index 0 는채널 0 의값, index 1 에는채널 1 등의순서로데이터가입력되어있다. 는없다. 1 개의채널에서주어진샘플링비율로 waveform 을얻는다. Number of samples 는 waveform 에표시될데이터의수를의미한다. 1000 samples/sec 로입력하면초당 1000 개의데이터를읽는다. Actual sample period 는 sample rate 를기준으로각샘플당실제측정한주기를출력한다. Sample rate 가 1000 samples/sec 이면샘플당 1/1000 = 0.001 초를출력한다.
AI Sample Channel.vi & AI Aquire Waveform.vi
AI Aquire Waveform.vi
AO(analog out)
AO Update Channel.vi & AO Generate Waveform.vi
Digital IO
Instrument Control VISA, GPIB, Serial Ports, VXI Instrument Driver Serial Port Communication 수행방법 IEEE 488 (GPIB) Interface & GPIB Vis Instrument Driver 사용법
Instrument Driver 특정기기의기능에맞게제작된소프트웨어 형태는특정기기의기능을실제기기와똑같이디스플레이함 LabVIEW 에서는표준 VISA 입출력함수를이용하여기기와의통신을할수있는 VIs LabVIEW 에는 GPIB, VXI, Serial Port 를사용할수있는다양한 Instrument Driver 를제공 LabVIEW/instr.lib 디렉토리에설치 Function Palette - Instrumrnt I/O - Instrument Driver (HP34401A Multimeter)
VXI and Serial Port Communication 최근계측기기시스템에서많이사용 LabVIEW 는 VXI 를조작하기위해고수준과저수준의 VXI 함수를제공 Function Palette - Instrumrnt I/O - I/O Compatibility - VXI Serial Port Communication 하나의통신선을통하여한번에하나의비트만을보내는통신방법으로, 먼거리의통신이나데이터전송률이적은경우에사용 Function Palette - Instrumrnt I/O - I/O Compatibility Serial Compatibilty
GPIB (General Purpose Interface Bus ; IEEE 488) Multimeter, Oscilloscope 와같은독립형기기와의통신방법 24-conductor parallel bus : 8-data line, 5-management line, 3-handshake line, 8-ground line Function Palette - Instrumrnt I/O - GPIB LabVIEW 의 GPIB 함수에는전통적인 GPIB VI 와 488.2 VI (IEEE 488.2 와호환성 )
VISA VIs
VIs in GPIB
VIs in Serial Port Communication
Solution Wizard 1. 개요 Labview에서는마법사기능을이용하여사용자가원하는형태의 VI를자동으로생성할수있다. Contents Solution Wizard란? Channel Wizard 사용법 Solution Gallery의사용법 Custom DAQ Application 사용법
Solution Wizard 란? 사용자와대화식으로원하는 DAQ program 을자동으로생성하여준다. DAQ 보드가있을때만 wizard 기능을사용할수있다. Window 용 version 만 wizard 기능을사용할수있다. Solution Wizard 사용순서 1. Configuration Utility 를사용하여 DAQ 보드를인식시킨다. 2. Channel Wizard 를통하여사용할 Channel 과사용형태를결정한다. 3. Solution Gallery 를이용하여이미만들어져있는 VI 중적절한것을선택하여사용하거나, Custom DAQ Application 을이용하여자동으로생성될 VI 에대하여사용자가더자세한설정을할수있다.
Channel Wizard 사용법 Configuration Utility 를사용하여사용중인보드를인식시킨다. Labview 초기화면에서 Solution Wizard > Go to DAQ Channel Wizard 각채널에대한이름, 간단한 description, 사용센서의형태 ( 전압측정, 전류측정, Thermocouple) 등을지정하여준다. 측정하는물리량의 Scale 과센서의출력전압범위를지정하여준다. 사용할보드와실제로사용할보드의채널, 입력모드 (Single ended, Differential Input.) 를선택한다
Solution Gallery 사용법 Solution Wizard 선택화면에서 Solution Gallery 선택 원하는 program의 category와 solution type을선택 Channel Wizard에서설정하였던채널중실제사용할채널을선택
Custom DAQ Application 사용 Solution Wizard 선택화면에서 Custom DAQ Application 선택 원하는 Data Acquisition type을선택 (Analog input, Analog output, Digitalinput ) 사용할장치와사용할채널을선택 읽어들일샘플의수, 샘플링시간등을설정 트리거의사용여부를결정
Summary Data aquisition hardware DAQ board, Sensor, Computer, Terminal Block Data aquisition software Labview VIs (AI,AO,DIO) VI solution wizard Instrument drivers VISA, GPIB, VXI, Serial