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    解決方案

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    基于NI myRIO實驗課程系列

    來源:未知 更新時間:2019-08-29 作者:XL

    基于NI myRIO實驗課程系列
     
    產品簡介:
    基于myRIO的實驗課程系列主要包含基礎元器件、機電一體化以及嵌入式等相關課程的實驗模塊系列產品,實驗內容為階梯式設計,從基礎教學直至應用設計,為教師提供全面的教學與實驗解決方案,同時為學生學習及提高并實現創新提供了良好的開端。
     
    產品特點和優勢:
    u 產品基于NI myRIO設計。myRIO作為可重配置、可重復使用的教學工具及通用數據采集設備具有完整而強大的性能,可滿足各種需求和不同場景下的要求。同時也具有實時應用、FPGA、內置WiFi功能,可在各種應用及控制系統中作為獨立主控單元;
    u 與計算機連接并利用虛擬儀器LabVIEW進行通訊及編程,具有良好的學習性及快速開發的便捷性等特點;
    u 課程設計由簡入難,既有基礎知識的學習,又提供了實際應用案例的設計入門。讓學生在學習實驗課程相關知識的同時,對于將不同知識融合入實際應用及創新設計中有了良好的啟發;
    u 硬件和軟件都留有相應擴展接口,可以滿足未來課程更新或進階的設計需求,還有助于教師及學生的二次開發;
     
    課程內容:
    基于myRIO的實驗課程系列目前包含基礎元器件、機電一體化以及嵌入式等不同的實驗套包。實驗內容包含常用基礎元器件、常用傳感器、機電控制、人機交互、數據傳輸等多種內容,即可作為獨立的知識點實驗課程,也可將其組合設計為實際應用案例。課程提供實驗電路及其附屬器件,內容涵蓋電路模擬,傳感器特性以及實際測量等。
     
     
     
    基礎元器件套包:
    實驗一:分立元件 LED
    1.1實驗設備
    1.2實驗原理
    1.3實驗進階 26
    實驗二:七段數碼管
    2.1實驗設備
    2.2實驗原理
    2.3實驗進階 30
    實驗三:按鈕開關
    3.1實驗設備
    3.2實驗原理
    3.3實驗進階 33
    實驗四:撥碼開關(DIP開關
    4.1實驗設備
    4.2實驗原理
    4.3實驗進階 38
    實驗五:繼電器
    5.1實驗設備
    5.2實驗原理
    5.3實驗進階 42
    實驗六:電位計
    6.1實驗設備
    6.2實驗原理
    6.3實驗進階 46
    實驗七:熱敏電阻
    7.1實驗設備
    7.2實驗原理
    7.3實驗進階 49
    實驗八:光敏電阻
    8.1實驗設備
    8.2實驗原理
    8.3實驗進階 52
    實驗九:駐極體麥克風
    9.1實驗設備
    9.2實驗原理
    9.3實驗進階 55
    實驗十:蜂鳴器/揚聲器
    10.1實驗設備
    10.2實驗原理
    10.3實驗進階 60
    實驗十一:電機
    11.1實驗設備
    11.2實驗原理
    11.3實驗進階 64
    實驗十二:旋轉編碼器
    12.1實驗設備
    12.2實驗原理
    12.3實驗進階 68
    實驗十三:光遮斷器
    13.1實驗設備
    13.2實驗原理
    13.3實驗進階 72
    實驗十四:霍爾傳感器
    14.1實驗設備
    14.2實驗原理
    14.3實驗進階 76
    實驗十五:壓電傳感器
    15.1實驗設備
    15.2實驗原理
    15.3實驗進階 80
     
    機電一體化套包:
    實驗一:伺服
    1.1實驗設備
    1.2實驗原理
    1.3實驗進階 26
    實驗二:電機適配器
    2.1實驗設備
    2.2實驗原理
    2.3實驗進階 30
    實驗三:紅外測距儀
    3.1實驗設備
    3.2實驗原理
    3.3實驗進階 33
    實驗四:聲波傳感器
    4.1實驗設備
    4.2實驗原理
    4.3實驗進階 38
    實驗五:加速度計
    5.1實驗設備
    5.2實驗原理
    5.3實驗進階 42
    實驗六:陀螺儀
    6.1實驗設備
    6.2實驗原理
    6.3實驗進階 46
    實驗七:電子羅盤
    7.1實驗設備
    7.2實驗原理 49
    實驗八:光線傳感器
    8.1實驗設備
    8.2實驗原理 52
    嵌入式套包:
    實驗一:鍵盤
    1.1實驗設備
    1.2實驗原理
    1.3實驗進階 26
    實驗二:LCD顯示屏
    2.1實驗設備
    2.2實驗原理
    2.3實驗進階 30
    實驗三:LED矩陣
    3.1實驗設備
    3.2實驗原理
    3.3實驗進階 33
    實驗四:EEPROM
    4.1實驗設備
    4.2實驗原理
    4.3實驗進階 38
    實驗五:藍牙模塊
    5.1實驗設備
    5.2實驗原理
    5.3實驗進階 42
    實驗六:數字電位計
    6.1實驗設備
    6.2實驗原理
    6.3實驗進階 46
    實驗七:溫度傳感器
    7.1實驗設備
    7.2實驗原理
    7.3實驗進階 49
    實驗八:MEMS麥克風
    8.1實驗設備
    8.2實驗原理
    8.3實驗進階 52
    實驗九:H橋電機
    9.1實驗設備
    9.2實驗原理
    9.3實驗進階 55
    實驗十:USB閃存
    10.1實驗設備
    10.2實驗原理
    10.3實驗進階 60
    實驗十一:攝像頭
    11.1實驗設備
    11.2實驗原理
    11.3實驗進階 64
    實驗十二:GPS模塊
    12.1實驗設備
    12.2實驗原理
    12.3實驗進階 68
    實驗十三:RFID模塊
    13.1實驗設備
    13.2實驗原理
    13.3實驗進階 72
     
     
     
     
     
     

    案例:實驗一   分立元件 LED

    LED或發光二極管,提供簡單且基礎的系統狀態及報錯的可視化指示燈。圖1.1是典型的LED,右側的透明LED包含在NI myRIO起步包內。
     
     
    典型的LED(紅色,綠色,多色,RGB)
     
    學習目標
    完成本實驗,可掌握如下知識:
    1. 可描述LED的基本概念:
    a) LED是一種二極管,單向電流導通;
    b) LED正向導通電壓隨顏色不同而不同;
    c) 接口電路設計基于DIO輸出阻抗和電壓源;
    d) LED在有些電路中可直接連接至DIO通道;
    2. 選擇適合的限流電阻(或不適用電阻),選擇基于LED種類。
     

    1.1 實驗設備

    遵循這些步驟正確的操作分立電子元器件LED,從NI myRIO起步包中選擇如下內容:
    ² 兩個100Ω電阻串聯或兩個470Ω并聯或一個220Ω電阻
    ² LED(兩腳)
    ² 面包板
    ² 跳線(公-母)兩根
     
    搭建接口電路
    參考示意圖及圖1.2所示的面包板布局示意圖搭建電路。LED接口電路需要兩個接口連接至myRIO MXP 接口B(如圖A.1所示).
    1.正極→B/+3.3V (pin 33)
    2.  LED控制→  B/DIO0 (pin 11)
     
    面包板示意圖及連接至myRIO示意
     
    運行實例VI:
    l 在文件夾Discrete LED demo中打開Discrete LED demo.lvproj
    l 展開項目的結構,在myRIO-1900中雙擊打開Main.vi
    l 確認NI myRIO連接至電腦
    l 點擊運行按鈕,運行VI。(或使用快捷鍵Ctrl+R)
     
    運行后可看到“Deployment Process”窗口,顯示項目的編譯下載至myRIO,然后VI運行。
    注:也可點選“Close on successful completion”,編譯下載完成后,VI會自動運行。
     
    預期結果
    示意圖中使用的是一個220Ω限流電路,用戶也可使用兩個100歐姆電阻串聯或兩個470Ω電阻并聯實現。起步包中的透明塑封LED可有多重顏色,用戶可嘗試使用多種LED選擇適合自己的顏色。
    LED分離原件亮或滅應與程序前面板的數字出狀態保持一致。點擊enable blinker按鈕可以切換LED的開關狀態,點擊該按鈕手動調節DO輸出狀態。提供的示意圖所搭建的接口電路是管電流模式,故當DO狀態為low,LED點亮,該電路可稱為0V導通LED接口電路。
    點擊Stop按鈕停止VI運行,重置NI myRIO。重置后,所有的DIO端口切換至DI模式。
     
    故障排除:
    若沒有看到預期結果,請參考如下幾點:
    l MyRIO上電源顯示LED是否點亮;
    l 工具欄的黑色運行按鈕表示程序正在運行;
    l LED方向是否正確:LED是單向導通的,拔出LED,反方向插入面包板電路中
    l 電阻值是否正確:使用接近220Ω的電阻;
     

    1.2 實驗原理

    接口電路
    觀看視頻Discrete LED Interfacing Theory*,學習LED基礎知識,了解兩種接口電路(源電流及漏電流)。
    觀看視頻LED Current Management*,學習起步包中各種二極管的電壓-電流特性(標準的、超亮的、RGB),學習LED兩種接口電路的基本原理(源電流及漏電流),以及如何選擇限流電阻。
     
    LabVIEW編程:
    打開視頻Digital Output Express VI*,學習如何使用myRIO DO端口,包括單通道輸出,多通道輸出,連接類型。
    *觀看視頻路徑http://www.niclass.cn/course/17
     

    1.3 實驗進階

    學習LED Demo Walk-Through* 學習設計分立元件LED范例的設計理論基礎,根據如下提示修改結構電路及Main.vi。
    1. 在前面板添加一個控件,用于調整閃爍頻率,單位Hz;閃爍頻率變成可微調。
    2. 控制兩個相鄰的LED閃爍,模擬鐵路交通燈工作場景。
    3. 控制RGB類型LED閃爍綠色和藍色,使用與鐵路交通燈同樣的的LV程序。RGB LED的引腳定義如圖1.3所示。使用源電流接口電路。
    4. 使用PWM Express VI創建一個脈沖寬度可調的DO輸出程序,實現LED亮度可調。設定Frequency為1000Hz的常量,創建一個可調節占空比的pointer slide 數值控件,選擇對數(logarithmic)顯示。增加程序實現低電平導通灌電流LED接口電路(可在前面板增加布爾控件用于灌電流和拉電流電路的切換)
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