ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ NI LABVIEW В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ Научно-методический семинар кафедры электроники УрГУПС 23 апреля 2008 г.

LabVIEW – это: Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench Лабораторный инструментарий на основе виртуальных приборов Среда прикладного графического программиро- вания, используемая в качестве стандартного инструмента для проведения измерений, анализа их данных, а также управления приборами и исследуемыми объектами.

Система LabView построена по принципу «Программирование без программирования». Программа в LabView называется виртуальным прибором (VI) и состоит из виртуальной лицевой панели и блок-схемы функционирова- ния прибора. Встроенные библиотеки драйве- ров внешних устройств сбора данных, а также функций их обработки позволяют сравнительно простыми средствами создавать как виртуаль- ные, так и реальные (при наличии соответст- вующего оборудования) учебные пособия и приборы.

Три основных направления постановки лабораторных работ 1. Лабораторные работы, посвященные изучению LabVIEW, как программной среды. Работы такого типа могут служить введением в методику использования технологий NI в любую область знаний и технологий, а также представляют самостоятельный интерес, как пример языка программирования на основе блок- схем.

2. Лабораторные работы по электронике и другим дисциплинам, в которых LabVIEW используется как среда моделирования процессов, происходящих в электронном или ином устройстве. Совместно с наглядным интерфейсом, выполненном в виде специализированного виртуального прибора, позволяет создать своеобразный компьютерный стенд для изучения различных явлений и устройств.

3. Лабораторные работы, в которых программная среда LabVIEW используется совместно с набором периферийного оборудования и служит для создания лабораторной установки, на которой изучаются параметры и характеристики реальных электронных или иных устройств. При этом создается лабораторный стенд, заменяющий или дополняющий дорогостоящий комплект радио измерительных приборов, а также традиционные «железные» стенды и макеты.

Структурная схема лабораторного стенда для проведения лабораторных работ по электронике 1 – аналоговые и цифровые измерительные каналы ввода-вывода; 2 – шина PCI, ВП – виртуальный прибор; ПО – программное обеспечение).

NI ELVIS Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite Набор виртуальных инструментов для учебных лабораторий Программно-аппаратный измерительный комплекс для проведения лабораторных работ по электронике и другим дисциплинам Съемная макетная плата (2800 гнезд) для монтажа элементов. Лабораторная станция, включающая регулируемые источники постоянного напряжения в диапазоне ±12 В; стабилизированные источники постоянного напряжения +5 В, ±15 В; встроенный генератор стандартных сигналов: синус, прямоугольник, треугольник.

ELVIS – «железо» 1 – ПК, 2 – плата сбора данных, 3 – экранированный соединительный кабель, 4 – макетная плата, 5 - лабораторная станция.

ELVIS – программное обеспечение Драйверы для работы с LabVIEW и Signal Express Виртуальные инструменты (всего 14): Цифровой мультиметр Осциллограф Генератор сигналов произвольной формы Анализатор амплитудно и фазочастотных характеристик Анализатор спектра Анализатор импеданса Анализатор вольтамперных характеристик двухполюсников Анализатор вольтамперных характеристики четырехполюсников

NI Multisim 10 – новейшая версия программы моделирования электронных устройств. 1. Максимальное приближение к «живой» электронике. 2. Огромный пополняемый набор компонентов в том числе и из микропроцессорной техники. 3. Возможность проведения всех известных типов анализа, а также программируемый анализ. 4. Интеграция с LabVIEW и платформой ELVIS.

Совместное применение программы моделирования электронных устройств NI Multisim и платформы ELVIS при курсовом проектировании и самостоятельной работе студентов (от виртуальной модели к реальному устройству)

Мы используем: 1. Разработанные нами две лабораторные работы «Введение в LabVIEW» для студентов второго курса ЭТФ по дисциплине «Программирование прикладной электроники» 2. Цикл лабораторных работ (в стадии апробации) для студентов пятого курса МФ (специальность «Мехатроника») по дисциплине «Практический курс LabVIEW»

3. Лабораторные работы по моделированию различных электронных устройств, разработанные преподавателями кафедры совместно со студентами. 4. Приобретенный в МИРЭА комплект лабораторных работ по аналоговой и цифровой электронике.

Мы планируем: 1.Расширить применение технологий NI при проведении различных аудиторных и, возможно, внеаудиторных занятий по всем разделам электроники. 2.Предложить Ученому Совету и Методической комиссии УрГУПС рассмотреть вопрос об организации обучения основам LabVIEW студентов других технических специальностей.

Благодарим за внимание