1 / 172

Mérés és adatgyűjtés levelező tagozat

Mérés és adatgyűjtés levelező tagozat. Elektromos mennyiségek mérése. Mingesz Róbert. 2014. április 4. v4.1. Tartalom. Valós idejű rendszerek Programozható eszközök Programozási környezetek Szenzorok Hőmérséklet mérése Fény érzékelése Mágneses tér érzékelése Pozíció mérése

rich
Télécharger la présentation

Mérés és adatgyűjtés levelező tagozat

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Mérés és adatgyűjtéslevelező tagozat Elektromos mennyiségek mérése Mingesz Róbert 2014. április 4. v4.1

  2. Tartalom • Valós idejű rendszerek • Programozható eszközök • Programozási környezetek • Szenzorok • Hőmérséklet mérése • Fény érzékelése • Mágneses tér érzékelése • Pozíció mérése • További szenzorok • Aktuátorok

  3. Valós idejű rendszerek

  4. Valós idejű rendszer • Megbízhatóan válaszol egy eseményre • Műveleteket garantált időn belül elvégez

  5. Fogalmak • Ciklusidő / válaszidő • Jitter (bizonytalanság) • Determinizmus(konzisztens válasz és válaszidő) • Determinisztikus feladat(mindig időben kell végezzen) • Prioritás

  6. Hagyományos OS • A processzoridő megoszlik a programok között • Háttérfeladatok megszakíthatják a kritikus programokat • Vírusírtók • Hálózatkezelés... • Magas jitter • Nem determinisztikus

  7. Valós idejű operációs rendszerek • A magas prioritású feladatok lesnek először végrehajtva • Magas megbízhatóság • Általában nincs UI • Példák: • NI ETS • Wind River VxWorks • Valód idejű Linux

  8. Programozható eszközök

  9. Ember • Válaszidő: 1-2 s • Magas jitter • Konzisztens válasz ? • Üzemidő: 8/5 • Motiváció → öntanuló, optimalizálás • Objektumorientált

  10. PC • Válaszidő: ~ 100 ms • Magas jitter • Általában konzisztens válasz • Üzemidő: 24/7, 1-5 éves élettartam • „Korlátlan” erőforrások • GUI, felhasználói interfész • Alacsony ár • Nagy méret

  11. Ipari PC • Válaszidő: ~ 100 ms • Üzemidő: 24/7, 5-10 éves élettartam • Környezeti hatásokkal szemben ellenálló • „Korlátlan” erőforrások • GUI, felhasználói interfész • Magas ár

  12. Egylapos PC-k • RaspberryPi ? • BeagleBone • Ipari egylapos PC-k • Windows, Linux, Android, ... • Bő erőforrások(< 1 GHz, RAM < 1 GB, Flash < 32 GB) • Válaszidő, élettartam ? • Kis méret, beágyazható

  13. Mikrovezérlők • 8 bit (pl. 8051) • 32 bit (pl. ARM cortex m4) • Korlátozott erőforrások • Memória, flash < 128 kB • Órajel < 100 MHz • Alacsony fogyasztás (pl. 30 mW, 3 µW alvó mód) • Válaszidő ~ µs (rendszerfüggő, determinisztikus) • Alacsony ár, beágyazható

  14. DSP (digitális jelprocesszor) • 16-32 bit • Jelfeldolgozási feladatokra optimalizálva • Lebegőpontos számolás, párhuzamos műveletek • 1 órajeles végrehajtása a műveleteknek • 400 MHz • 2,4 GFLOPS (1 mag) • 1,43 W

  15. FPGA (field-programmablegatearray) • Programozható logikai eszköz(20-200 ezer cella, 1 Mbit memória, < 500 MHz) • Párhuzamos végrehajtás • Magas megbízhatóság • Válaszidő < 100 ns(determinisztikus) • VHDL • Kisebb rokonok: CPLD, PAL

  16. PLC (Programozható logikai vezérlő) • Szabványosított be és kimenetek (ipari) • Moduláris felépítés • Válaszidő: 10-100 ms (determinisztikus) • Magas megbízhatóság, 10-20 éves élettartam

  17. cRIO • Változatos I/O opciók • Válaszidő < 1µ, determinisztikus • Jelentős mennyiségű erőforrás(< 1,3 GHz, RAM < 2 GB, Flash < 32 GB, FPGA)

  18. Mobiltelefon, Tablet • Elsősorban mérési eredmények megjelenítése, mérések felügyelete • Kevés alkalmazás, sok lehetőség

  19. Programozási nyelvek és környezetek

  20. Assembly • A hardver összes képessége kihasználható • Maximális hatékonyság • Magas tudást igényel • Hosszú fejlesztési idő • Felhasználás: mikrovezérlők optimalizált rutinjai

  21. C • Általános célú programozási nyelv • A legtöbb eszköz programozható segítségével • Alacsony szintű hatékony kód készíthető • Eszköztől függő variációk és képességek

  22. C# • Elsősorban PC program • Platformfüggő • Korlátozott eszközhasználat, analíziskönyvtár

  23. JAVA • PC, beágyazott rendszerek, mobil eszközök • Platform független • Korlátozott eszközhasználat, analíziskönyvtár

  24. JavaScript, PHP • Webes interfészek készítése

  25. Matlab • Cél: numerikus számítások elvégzése • Vezérlési feladatok (pl. PID szabályozás) • Eszközvezérlés

  26. Simulink • Adatvezérelt grafikus programozás • Modellezés, szimuláció • Valós eszközök vezérlése • C kódgenerálás

  27. A LabVIEW fejlesztőkörnyezet

  28. Példa GUI

  29. Példa kód

  30. A LabVIEW környezet • Fejlesztő: National Instrumentshttp://www.ni.com/labview/ • Oktatóanyagokhttp://www.ni.com/gettingstarted/labviewbasics/http://zone.ni.com/wv/app/doc/p/id/wv-3220http://zone.ni.com/wv/app/doc/p/id/wv-3221

  31. Miért LabVIEW? • Könnyű megtanulni és használni • Bárki megtanulhatja, nem szükség programozónak lenni • Tudósokra és mérnökökre optimalizálva • Vizuális dizájn, egyszerű vizualizáció • Gyors fejlesztés • Produktivitás növelése • Költségek csökkentése

  32. Miért pont a LabVIEW? • Teljes funkcionalitás • Beépített analízis funkciók • Jelanalízis és matematika • Számos beépített kommunikációs protokoll • Többszálú végrehajtás, eseményvezérlés, objektumok, ... • Számos platform programozható egy nyelven keresztül (PC, beágyazott rendszerek, valós idejű rendszerek, FPGA, mikrovezérlők)

  33. Miért pont a LabVIEW? • Ipari szabvány • Rengeteg kompatibilis hardver • Tipikus felhasználások • Mérés, adatgyűjtés, adatok elemzése • Ipari vezérlés • Egyedi rendszerek, prototípusok fejlesztése • Komplex tudományos mérőrendszerek vezérlése (Big Physics) • Oktatás

  34. Hátrányok • Nem nyílt szabvány • Magas ár • Futtatókörnyezet szükséges a LabVIEW programok végrehajtásához • Bonyolultabb kódok esetén: oda kell figyelni a karbantarthatóság érdekében

  35. Spagetti VI

  36. Példák a LabVIEW alkalmazására

  37. Elektronika • Tesztelés • Félvezetők működése • Audió áramkörök tesztelése • Videó • Rádiófrekvenciás áramkörök • Vezetéknélküli kommunikáció • Teljesítményelektronikák vezérlése http://www.ni.com/solutions/

  38. Járműipar • Gyors prototípusfejlesztés • Hardware-in-the-Loop • Vezérlőelektronikák fejlesztése • Tesztelés • Végső termék tesztelése • Valós idejű mérések http://www.ni.com/solutions/

  39. Hadi és repülőgépipar • Repülés • Katonai kommunikáció • Radar • Űrprogramok • Automatizált tesztrendszerek http://www.ni.com/solutions/

  40. SpaceX

  41. További területek • Olajipar • Fényelemek, szélerőművek • Egészség • Műszerek tesztelése • Tudomány http://www.ni.com/solutions/

  42. Pl. mosógép fejlesztése http://sine.ni.com/cs/app/doc/p/id/cs-14447

  43. Big Physics - CERN • Nem megfelelő irányú részecskék elfogása • 120 valós idejű PXI rendszer http://sine.ni.com/cs/app/doc/p/id/cs-10795

  44. Big Physics - TOKAMAK • Valós idejű mérések • Szabályozás http://www.ni.com/white-paper/6436/en

  45. Lego

  46. A LabVIEW programozás alapjai

  47. Kezdőablak

  48. Virtual Instrument – VI

  49. Projektek

  50. Eszköztárak

More Related