A kísérletező oktatás támogatása, számítógéppel segített kísérletek bemutatása...
description
Transcript of A kísérletező oktatás támogatása, számítógéppel segített kísérletek bemutatása...
A kísérletező oktatás támogatása, számítógéppel segített kísérletek
bemutatása
LabVIEW I és II
Mingesz Róbert
2012. november 16.http://www.inf.u-szeged.hu/~mingesz/Education/
tt2012nov/
v 1.0 2012.11.15.TÁMOP-4.1.2.A/1-11/1-2011-0013 projekt
2
Tartalom
• Tűz és munkavédelem• Bevezetés• A LabVIEW környezet bemutatása• Feladatok megoldása• Szorgalmi feladatok (haladóknak)
3
Tűzvédelem
• Tilos:– tűz és robbanásveszélyes anyagot behozni– nyílt láng használata– dohányozni– enni/inni
• Tűzveszély:– elektromos műszerek
Használat előtt meggyőződni hibátlan állapotukról!
4
Tűz esetén
• Szólni• Tűzoltók hívása (105 / 112)• Központi rendészeti ügyelet hívása (62 54-
5863)• Áramtalanítás• Tűz oltása (poroltó)
Elektromos tüzek esetén: áramütés veszélye
• Menekülés
5
Munkavédelem
• Nem nyúl semmihez• Munkavégzésre alkalmas állapot
(nem: betegség / tudatmódosítók)
• Berendezések ismerete(használati útmutatók)
• Működőképes a berendezés?Nem javít (csak villanyszerelő / villamos mérnök)
• Földelés!
6
Áramütés esetén
• Áramkört megszakít (főkapcsoló)• Elsősegély (lélegeztetés, stabil
oldalfektetés, ...)• Szólni• Mentők hívása (104 / 112)• 24 órás megfigyelés korházban– Szívritmuszavarok → halál– Szövetsérülés → vérrög → halál
7
Laborrend
• Csak az dolgozhat a laborban, aki ismeri a tűz és munkavédelmi szabályzatot, valamint a laborrendet, és ezt aláírásával igazolta is
• Felelősségvállalás a használt eszközökért• Tilos enni/inni• Óra végén mindent a helyére kell pakolni• Számítógép
– Csak engedéllyel szabad bármit telepíteni, átállítani– Óra végén: mindent visszaállítani eredeti állapotába
(saját fájlok törlése)
8
9
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
• LabVIEW és az oktatáshttp://k12lab.com/
10
Miért pont a 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– Rapid development
11
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)
12
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
13
Hátrányok
• Nem nyílt szabvány• Magas ár• Futtatókörnyezet szükséges a
LabVIEWprogramok végrehajtásához• exe generálási lehetőség (külön vásárolható
opció)• Bonyolultabb programok fejlesztése
nehézkes• Nehézkes a kód karbantarthatósága• Visszafelé kompatibilitás korlátozott
14
Licenszelés – kereskedelmi verziók
• Base (300 eFt)– CsakWindows verzió, hiányzó funkciók
• Full (650 eFt)– Teljes funkciónalitás
• Professional (1100 eFt)– Forráskód verziók, exe és dll generálás,
forráskód eltávolítása
• Developer suite (1300 eFt)– CsakWindows verzió, még több funkció (pl.
MS Office jelentések)
15
Licenszelés – nonprofit verziók
• Student Install Option (9 eFt)• Education Edition (22 eFt)• College Teaching License (3500 eFt)• Academic Standard Suite (350 eFt)• Academic Premium Suite (460 eFt)
16
Induló képernyő
17
Virtual Instrument - VI
18
Projektek
19
Paletták, Context help
20
Adattípusok
• NumericInteger, Float, Complex
• Boolean• String (path)• Reference• Object• Array• Cluster
21
Adattípusok
22
Numerikus paletták
23
Ciklusok
24
Indexelés
25
Sequence
26
27
Szorgalmi feladat A)Ferde hajítás
• Analitikus megoldások is vannak• Légellenállás?
28
Numerikus szimuláció
• Differenciálegyenletek megoldása• Közelítés• Euler módszer
))(,(d
)(dtytf
t
ty
),(1
1
nnnn
nn
ytfdtyy
dttt
29
Differenciálegyenletek
m
tcm
mt
t
t
tt
t
vvgFa
v
vr
)()(
d
)(d
)(d
)(d
2eredő
30
Légellenállás nélkül
gF
av
vr
mt
t
t
tt
t
eredő)(d
)(d
)(d
)(d
)(d
)(d;)(
d
)(dtv
t
tytv
t
txyx
gt
tv
t
tv yx d
)(d;0
d
)(d
31
Légellenállás nélkül
)(d
)(d;)(
d
)(dtv
t
tytv
t
txyx
gt
tv
t
tv yx d
)(d;0
d
)(d
nynnnxnn vdtyyvdtxx ,1,1 ;
gdtvvvv nynynxnx ,1,,1, ;
sin;cos 00,00, vvvv yx
000 yx
32
Légellenállás
m
cC
vvcF
vvcF
vvv
c
yy
xx
yx
l
22
2
v
vvF
33
Légellenállással
nynlynxnlx vvCavvCa ,,,, ;
2,
2, nynxn vvv
nynnnxnn vdtyyvdtxx ,1,1 ;
gadtvvadtvv lynynylxnxnx ,,1,,,1, ;
34
Megvalósítás
35
A1. feladat
• Ferde hajítás útvonalának ábrázolása XY grafikonon
36
A2. feladat
• Négyzetes légellenállás figyelembe vétele• Trajektóriák a szög függvényében• Trajektóriák a légellenállás függvényében• Hatótávolság megjelenítése a szög
függvényében• Maximális hatótávolsághoz tartozó szög
megjelenítése a légellenállás függvényében
37
Példa: trajektóriák a szög függvényében
c: Tóth Edina
Mingesz Róbert
Szorgalmi feladat B)Karakterisztika mérés
Mérje ki és ábrázolja a következő eszközök karakterisztikáját!
• Ellenállás• Dióda• Zéner dióda• LED-ek (zöld, sárga, piros)A feszültségeket V-ban, az áramokat mA-ben
adja meg!Legalább 100 pontban mérjen!
38 oldal2011.10.10./12.
Mingesz Róbert
Ajánlott kapcsolás
39 oldal2011.10.10./12.
Mingesz Róbert
Várt eredmény
40 oldal2011.10.10./12.
Mingesz Róbert
Mérési összeállítás
41 oldal2011.10.10./12.
Mingesz Róbert
Mérőszoftver
42 oldal2011.10.10./12.
43
44
45
1. feladat: két komplex szám összege
46
2. feladat: másodfokú egyenlet megoldása
47
3. feladat: N!
48
4. feladat - Jelzőlámpa
49
50
Waveform Chart
• Új adatok hozzáfűzése a grafikonhoz
51
Waveform Graph
• Mintavételezett jelek megjelenítése
52
Waveform Graph
• Mintavételi időköz megadása
53
XY Graph
• Jelek ábrázolása egymás függvényében
54
XY Graph
• Express
55
XY Graph
• Jelek ábrázolása egymás függvényében
56
XY Graph
• Express
57
Lineárisan növekvő jel előállítása
58
Szinusz minta előállítása
59
CASE struktúra
60
TDS2002C
61
Képernyő
62
Képernyő
63
Mérőfej
64
Üzembe helyezés, működés tesztelése
65
Find examples
66
Generate sound
• Szükséges még:– „Help”/„Detailed help”– Angol nyelvtudás
67
5. feladat: Brown mozgás
iii xx 1
68
6. feladat
• Lissajous-görbék rajzolása• A Lissajous-görbék időben
változzanak, mint a régi scifik-ben!
69
7. feladat
• Készítsen egy olyan programot, mely két különböző fázisú és amplitúdójú szinuszjelet ad ki!
• Az oszcilloszkóp „Measure” lehetőségeit felhasználva, jelezze ki a jelek frekvenciáját, amplitúdóját, fázisszögét!