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Student Scope con Adquisición de Datos USB de NI

Module by: Matt Spexarth, Mariano Barrón Based on: Student Scope Using NI USB Data Acquisition by Matt Spexarth

Summary: El StudentScope es un osciloscopio software diseñado específicamente para trabajar con el dispositivo de bajo coste NI USB-6009 de National Instruments. El NI USB-6009 es un módulo multifunción de adquisición de datos, que se comunica con un PC través del bus USB. El StudentScope está desarrollado en LabVIEW. Los controles del panel frontal son similares a los de un osciloscopio tradicional de laboratorio.

LabVIEW Student Scope con adquisición de datos USB de NI

StudentScope es un osciloscopio software diseñado específicamente para trabajar con el equipo de adquisición de datos USB-6009 de National Instruments . Para simular la funcionalidad de un osciloscopio, StudentScope adquiere datos de dos entradas analógicas y busca un nivel de disparo, especificado por el usuario, para mostrar formas de onda periódicas como señales estacionarias. StudentScope dispone de controles similares a los de un osciloscopio de laboratorio, con los que es posible escalar señales, aplicar desplazamiento vertical a las mismas, ajustar la base de tiempos y medir desplazamientos de fase. Además dispone de varias características adicionales como: la opción de registrar datos en un fichero compatible con Excel, o la opción de imprimir o exportar una captura de la pantalla del osciloscopio a un informe HTML.
Studentscope.jpg
Figure 1: Panel frontal del StudentScope

Descargar StudentScope

Puede descargar el código fuente de StudentScope desde aquí: StudentScope Source (1.0). El código fuente de StudentScope requiere: LabVIEW 8.0 o posterior, y NI DAQmx 8.0 o posterior.
Puede descargar el fichero ejecutable StudentScope desde aquí: StudentScope.exe (1.0). El fichero ejecutable requiere: LabVIEW RunTime Engine 8.0, y NI DAQmx 8.0 o posterior. Antes de intentar utilizar la versión fuente, o la versión ejecutable de esta aplicación, es necesario extraer todos los ficheros del archivo zip.

Primeros pasos con StudentScope

En primer lugar, compruebe que ha instalado la versión 8.0 o posterior de LabVIEW Run-Time Engine y del driver DAQmx, ambos pueden descargarse gratis desde ni.com. El instalador incluido con el software StudentScope contiene el LabVIEW Run-Time Engine, pero el driver DAQmx debe descargarse por separado. A continuación, conecte el dispositivo USB-6009 de National Instruments a su PC. Windows deberá detectar el nuevo hardware y configurar el driver apropiado. Si es la primera vez que instala el equipo USB-6009 en su ordenador, se le pedirá que instale el USB-6xxx Firmware Loader. Siga las instrucciones del asistente de hardware de Windows hasta finalizar la instalación del dispositivo.
Para que StudentScope identifique el hardware necesita el número del dispositivo USB-6009; para hallar este número abra el National Instruments Measurement and Automation Explorer (MAX), dentro del MAX, expanda Devices and Interfaces y luego expanda NI-DAQmx Devices. Si el driver DAQmx se ha instalado correctamente, y si está conectado el USB-6009, se mostrará un texto tal como USB-6009: "Dev1" donde Dev1 indica dispositivo número 1. Anote el número de dispositivo encontrado.
Cuando ejecute el programa StudentScope necesitará el número correcto de dispositivo, si selecciona un número erróneo, obtendrá un mensaje de error. Si ocurre esto, asegúrese de que ha conectado el USB-6009, seleccione el número correcto de dispositivo y pulse el botón de reset.

Conexiones del Hardware

Conecte las señales de entrada a los canales diferenciales 0 y 1 del USB-6009. Los terminales 2 y 3 del USB-6009 corresponden a las entradas positiva y negativa del canal diferencial número 0, los terminales 5 y 6 del USB-6009 corresponden a las entradas positiva y negativa del canal diferencial número 1. Para más información sobre los terminales y conexiones, consulte el manual de ayuda del dispositivo.

Controles

Los controles del panel frontal son similares a los de un osciloscopio tradicional. Para operar con el osciloscopio se utilizan los siguientes controles del panel frontal de StudentScope.
  • Device: Especifica el número del dispositivo USB-6009 utilizado, puede encontrar este número utilizando el Measurement and Automation Explorer (MAX). Si modifica esta entrada, deberá pulsar el botón reset para que los cambios surtan efecto.
  • Channels: Especifica el número de canales a explorar. Si en lugar de utilizar los dos canales se usa un solo un canal, la velocidad de adquisición de datos se duplica. Si modifica esta entrada, deberá pulsar el botón reset para que los cambios surtan efecto.
  • Input Voltage Range: Ajusta la ganancia del amplificador de ganancia programable del USB-6009, este amplificador actúa sobre la señal analógica antes de su digitalización. Para obtener los mejores resultados, elija el rango más pequeño en el que quepa completamente la señal que desea visualizar. Si modifica esta entrada, deberá pulsar el botón reset para que los cambios surtan efecto.
  • Reset: Si modifica los controles Device, Channels, o Input Voltage Range, deberá pulsar este botón para que los cambios surtan efecto.
  • Display On: Para cambiar entre ocultar o mostrar las ondas de cada canal. Nota: El estado de estos dos controles no afecta al número de canales por los que adquiere datos el USB-6009; simplemente permite que el usuario oculte o muestre individualmente las señales adquiridas.
  • Offset: Ajusta la posición vertical de cada señal en la pantalla. Para lograrlo, a cada señal se le añade o se le resta el valor de tensión definido por su botón de Offset.
  • Zero: Elimina cualquier desplazamiento añadido por medio del botón de Offset correspondiente.
  • Center: Ajusta automáticamente el botón de Offset para centrar verticalmente la onda, en la pantalla del osciloscopio. Cada canal dispone de su propio control de centrado vertical
  • Scale: Estos dos controles determinan los Voltios por división de cada eje vertical, actúan como controles de "zoom" vertical, uno para cada canal.
  • Timebase: Determina el tiempo por división en el eje horizontal, actúa como control de "zoom" horizontal para los dos canales. Este control no modifica la velocidad de adquisición de datos del USB-6009.
  • Trigger Channel: Especifica el canal que generará el disparo.
  • Edge: Cambia entre disparo por flanco de subida o flanco de bajada de la señal.
  • Level: Especifica el nivel de voltaje al que se producirá el disparo. Nota: Si el voltaje fijado para el disparo no es atravesado por la señal periódica elegida, el disparo no se producirá y las señales no se mostrarán correctamente. Por otro lado, sólo se mostrarán correctamente las señales periódicas con periodo inferior a 1/8 de segundo.
  • Cursors (On/Off): Cambia entre ocultar o mostrar los cursores.
  • Lock Cursors (On/Off): Cambia entre dejar los cursores flotantes o enganchados a los trazos de los canales. Si se eligen cursores flotantes, no se mostrarán los niveles de tensión señalados por los cursores.
  • C1: Selecciona el canal al que se enganchará el Cursor 1 en el caso de que Lock Cursors esté en ON.
  • C2: Selecciona el canal al que se enganchará el Cursor 2 en el caso de que Lock Cursors esté en ON.
  • X Axis Scroll: Ajusta la frecuencia central del Analizador de Espectro. Las teclas RePág y AvPág permiten un ajuste fino del desplazamiento de este control hacia la izquierda y hacia la derecha.
  • X Axis Zoom: Ajusta los rangos mínimo y máximo del eje X del Analizador de Espectro.
  • Center Cursor: Sitúa el cursor en el centro de la pantalla del Analizador de Espectro.

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