Tutorial NI ELVIS

R A A T O R  R II O D E L A B O R 

R O OL C O N T R 

 P r á c t i c a Tutorial de la Tarjeta Prototipo  NI ELVIS  ELVIS  (National Instruments Educational Laboratory Virtual   Instrumentation Suite)

 I. Objetios Conocer los componentes del módulo y la tarjeta prototipo de National Instruments NI ELVIS. Comprobar el uso de algunos de los recursos con que cuenta el módulo y la tarjeta prototipo de  National Instruments para el manejo del software y del ardware NI ELVIS

 II. !ntecedentes  NI ELVIS de National Instruments es un conjunto electrónico equipado de ardware y software  basado en una tarjeta prototipo para e!perimentación de circuitos para el laboratorio que mantiene comunicación con un programa que se encarga del manejo y "isuali#ación de las funciones respecti"as. Contiene la capacidad de emplear instrumentos de laboratorio electrónico "irtual conectados a dico módulo y manejarlos en la computadora o en la misma tarjeta.

 III. "aterial y E#uipo $ódulo y %arjeta &rototipo NI ELVIS y software instalado. 'na (esistencia de cada "alor )** Ω + ), Ω + )*, Ω + )**, Ω + )$ Ω . - resistencias de * Ω . ) Capacitor de cada "alor *.*)  µ  / cer0mico+ *.) µ  / cer0mico+ )  µ  / electrol1tico+ )*  µ  / electrol1tico+ )**  µ  / electrol1tico. Los capacitares electrol1ticos son a )2V o m0s. ) &otenciometro de -*, Ω . ) C.I. L$333. 4os Leds de diferente color. 5lambre telefonico para protoboard.

 IV. $esarrollo.  IV.%. El Sistema NI ELVIS

Figura 1. El sistema NI ELVIS.

(%) () (+) () (/)

&omputadora &orriendo pro'rama L!VIE  $!* Tarjeta P&I   Series de &ables de ,- pines tipo E   Tarjeta Prototipo NI ELVIS   Parte 0rontal del "1dulo NI ELVIS 

 Los instrumentos #ue contiene son2 $ult1metro 4igital. 6sciloscopio. 7enerador de /unciones. /uentes de 4iferencia de &otencial Variable. 5nali#ador de 8ode. 5nali#ador de se9ales din0micas. 7enerador de formas de onda arbitrarias. Lector 4igital. Escritor 4igital. 5nali#ador de Impedancias. 5nali#ador de Voltaje y Corriente para dos cables. 5nali#ador de Voltaje y Corriente para tres cables.

 IV.%.%. Tarjeta Prototipo NI ELVIS  En la tarjeta se obser"an las salidas correspondientes a cada función respecti"amente

Figura. 2. NI ELVIS parte Frontal. (%) () (+) () (/) (,) (8)

Led Testi'o !limentaci1n del Sistema. Interruptor d e !limentaci1n de la Tarjeta Prototipo. Interruptor de &omunicaciones. &ontroles de 3uentes ariables 4%/ y 5%/V $& a /66 m!. &ontroles del 7enerador de 3unciones. &onectores $"". &onectores para Osciloscopio.

Figura. . NI ELVIS parte Superior. (%) () (+) () (/) (,)

(8) (-) (<)

Entrada de Se9ales !nal1'icas. Entradas y Salidas $i'itales. - Leds testi'os de salidas o entradas di'itales con resistencia de 6 o:ms. &onector $;<. Timer=&ontador> Entradas y Salidas &on0i'urables y 3uente 3ija de 4/V $&. "edici1n para "ult?metro> Salidas !nal1'icas> 7enererador de 3unciones 3untes de $i0erencia de  Potencial> Entradas o Salidas &on0i'urables> &onectores para Osciloscopio> 0uente ariable de 6 a % V $& a /66 m! > 0uente 0ija de 4%/V> 5%/V $&> 4/V $&  Led@s testi'o de 0uentes actias de 4%/V $&> 5%/V $& y 4/V $&. Entradas ;N& de Osciloscopio. Entradas o Salidas ;ananas &on0i'urables.

 IV.%.. So0tAare NI ELVIS .6 El Software del módulo y la tarjeta prototipo NI ELVIS fu: creado en L58VIE;+ debido a las "entajas y las capacidades de la instrumentación "irtual. El software incluye dos tipos diferentes de men y L58VIE; 5&I para  poder programar el panel frontal desde la computadora.

La dirección de ingreso para abrir el programa NI ELVIS es la siguiente INICI6?%646S L6S &(67(5$5S?N5%I6N5L INS%('$EN%S?ELVIS -.*?ELVIS

Figura !. Dire""i#n para a$rir el programa NI ELVIS.

La pantalla muestra un men< de subprogramas que acti"an las di"ersas funciones con que cuenta el sistema NI ELVIS.

Figura %. &rograma a$ierto NI ELVIS.

 IV.%.+. &aracter?sticas de los dispositios Con'igura"i#n.

Figura (. Con'igura"i#n )e NI ELVIS.

La pantalla de configuración contiene las funciones para@ ).A Seleccionar la tarjeta conectada al puerto &CI. -.A Estado de comunicaciones con un boton BcecD para re"isar la comunicación entre el  programa y la tarjeta prototipo. .A El boton B(esetD restablece la comunicación entre el programa+ el módulo y la tarjeta  prototipo NI ELVIS.  Contiene botones de B6,D y BCancelD *ultimetro Digital +D**,.

(eali#a mediciones con botones para cada función de@ 4iferencia de &otencial de 4.C.+ 4iferencia de &otencial de 5.C.+ Intensidad de Corriente en 4.C.+ Intensidad de Corriente en 5.C.+ $edición de (esistencia+ $edición de Capacitancia+ $edición de Inductancia+ Verificador de 4iodos+ Verificador de Continuidad 5udible. Con escalas de 5utorango y seleccionables para cada función. Las funciones para medir (esistencia+ Capacitancia e Inductancia solo se acti"an si esta conectado algun elemento en dicas terminales de la tarjeta prototipo El botón BNullFD reinicia el "alor mostrado en la pantalla del mult1metro. El botón B(unD acti"a el uso del multimetro. El botón BSingleD detiene el programa del mult1metro mostrando una medida fija.

Figura -. *ultmetro Digital.

Os"ilos"opio. Contiene las siguientes funciones@ ).A 4os canales analógicos para "isuali#ación. -.A 8otones BonDA Boff Dpara acti"ar o desacti"ar el funcionamiento de cada canal .A 8otón B$E5SD para "isuali#ar "alores de diferencia de potencial en ($S+ frecuencia de la onda desplegada y "alores de diferencia de potencial de pico a pico. .A $enu BSourceD para seleccionar la fuente a obser"ar desde el 8NC conectado a la tarjeta  prototipo+ canales de entrada espec1ficos+ salida del generedor de funciones+ salida SGNC del generador de funciones y "isuali#ación del "oltaje medido por el multimetro digital 4$$. 3.A &otenciometro "irtual de posición "ertical del cursor con botón BHE(6D para establecer la referencia del cursor. 2.A &otenciometro "irtual para seleccionar la escala de "isuali#ación y botón B5utoescaleD para "isuali#ar con escala autom0tica. .A /uncion %rigger para sincroni#ar el osciloscopio con alguna se9al con opciones de fuente de la se9al sincroni#adora inmediato+ %rigger+ salida del generador SyncJ6ut+ o canal 5 o 8. K.A B%ime 8aseD o base de tiempo para sincroni#ar y mejorar la "isuali#ación acorde a la frecuencia de la se9al obser"ada.

Figura /. Os"ilos"opio.

0enera)or )e Fun"iones.

Se obser"an las siguientes funciones@ ).A 7eneración de frecuencia y formas de onda Senoidal+ Cuadrada y %riangular. Elegida en el programa y en la tarjeta prototipo. -.A Selección de amplitud en el programa y en la tarjeta prototipo. .A &osibilidad de adicionar un "alor de offset en 4.C. .A 6ndas de $odulación de 5$ y /$.

Figura . 0enera)or )e Fun"iones.

Fuentes )e &oten"ia Varia$le.

).A Contiene fuente negati"a y positi"a "ariables de MA )3 V. -.A $anejo de forma manual en la tarjeta prototipo y "irtual en el programa.

Figura 1. Fuentes )e &oten"ia Varia$le

Anali3a)or )e Corriente para transistores ).A Verifica o ace un B%estD de los transistores. -.A Visuali#a las cur"as de Corriente y 4iferencia de &otencial. .A %iene fle!ibilidad para "isuali#ar los par0metros medidos+ cambiar rangos de graficación. .A &ueden sal"arse datos en un arci"o especificado. 3.A Limitadores de corriente.

Figura 1/. Anali3a)or )e Corriente para Transistores.

 IV..3uncionamiento  IV..%. Instrucciones para isualiBar en el osciloscopio una onda del  0unciones. ).A Encender el módulo NI ELVIS+ acti"ar el interruptor posterior de la tarjeta.

'enerador de

-.A Verificar que el interruptor de comunicaciones en el módulo NI ELVIS se encuentre en modo normal. .A 5brir el programa NI ELVIS -.* ruta INICI6 ? %646S L6S &(67(5$5S?N5%I6N5L INS%('$EN%S ? ELVIS -.* ?ELVIS. o en su caso NI ELVIS %(54ICI6N5L .A 5brir el programa del osciloscopio =osciloscope>. 3.A En el osciloscopio seleccionar uno de los canales y seleccionar para la fuente a "isuali#ar  =source>+ la salida del generador de funciones. /7ENJ/'NCJ6'%. 2.A 5brir

el programa para utili#ar el generador de funciones =/unction 7enerator>.

.A E!isten dos formas de ajustar el generador de funciones@ 5> 5justando todo en la tarjeta prototipo en cuyo caso acti"ar el interruptor manual. En este caso la frecuencia se "isuali#ar0 en el programa del generador de funciones abierto.

8> En el programa del generador de funciones+ desacti"ando en el módulo NI ELVIS el interruptor del modo manual+ ajustando los "alores en el programa del generador de funciones y oprimiendo el botón B(unD. 'sando ambas formas de ajuste+ obtener una se9al Senoidal de ** mVpp+ con una frecuencia **#. Visuali#andola en el osciloscopio. Variar la forma a %riangular y Cuadrada.

de

 IV... Instrucciones para usar el "ult?metro $i'ital. ).A %odo el 4esarrollo de la pr0ctica incluyendo las cone!iones para uso del 7enerador y del 6sciloscopio o cualquier otro instrumento+ se deberan reali#ar sobre la tarjeta de e!perimentación ya que los bornes del panel frontal carecen de cone!ión acia los intrumentos "irtuales utili#ando  NI ELVIS. -.A Verificar que el programa del 7enerador de /unciones se encuentre cerrado para permitir una  buena comunicación con otro programa que se abrir0. .A 5brir el programa del $ultimetro 4igital =4igital $ultimeter>. Verificar que el interruptor del generador de funciones en el módulo NI ELVIS se encuentre desacti"ado del modo manual. Esto es importante ya que si se encuentra acti"o el interruptor en modo manual no podr0n usarse las funciones para medir resistencia+ capacitancia e inductancia. .A Colocar una resistencia de )** Ω  entre los pines C'((EN% I y C'((EN% L6 de la %arjeta &rototipo. 3.A 5cti"ar el interruptor frontal para encender la %arjeta &rototipo. 2.A Elegir la opción a medir (esistencia. Se puede elegir el botón B5utoD para ajustar de forma autom0tica la escala. El botón B(unD ace correr el programa. La tecla BNullD congela el "alor  medido.

.A (epetir los pasos anteriores para cada resistencia. K.A 5pagar la %arjeta &rototipo por medio del interruptor frontal. Conectar un capacitor de *.*)  µ  / entre las terminales C'((EN% I y C'((EN% L6. Encender la %arjeta &rototipo. Especificar en el programa si es capacitor electrol1tico o no. 5notar el "alor del capacitor registrado en el multimetro. O.A (epetir los pasos anteriores para cada capacitor+ recordar apagar el interruptor frontal cada "e# que se cambien los capacitores.

 IV..+. 7enerador de Se9ales &uadradas con periodo de  se'undos> ciclo de trabajo del  /6C> % se'undo para cada pulso positio y ne'atio> usando el L"///.

).A 5rmar el circuito de la figura )O@

Figura 1. Cir"uito genera)or )e on)a "ua)ra)a "on perio)o )e 2 segun)os.

).A Conectar uno de los canales al osciloscopio 5 y la tierra del circuito acia 5A y obser"ar la carga y descarga del capacitor conectado. En la cone!ión 8 se "isuali#a la onda cuadrada generada  por el circuito y conectar la tierra del circuito 8A. -.A Si el circuito es L$333 se debe alimentar con una 4iferencia de &otencial de OV+ si el circuito es el NE333 entonces debe alimentarse con 3V. .A 5brir los programas de =Variable &ower Supplies y 6scilloscope>. Seleccionar el "alor de alimentación de 3V ó OV seg
V. Doja de esultados. ).A 4ibujar las se9ales obtenidas en el osciloscopio.

-.A 5notar los "alores reales obtenidos para las resistencias y los capacitores. •

(esistencias

•

Capacitores

.A 6btener la diferencia num:rica entre "alores nominales y "alores obtenidos e indicar si cumplen la tolerancia respecti"a. Si cumplen con las tolerancias indicadas por el pro"eedor =3P+A3P> . .A 4ibujar las graficas obtenidas del L$333 y los "alores reales m0!imo y m1nimos de tiempos que genera el circuito armado.

3.A QCual es la diferencia entre &otencial Efica# ($S y &otencial &ico a &icoR. Vrms*.*TVp 2.A QUu: medidas se obtiene con un mult1metro com
O.A Escribir  aplicaciones dentro del control que se le pueden dar al circuito dise9adoR. La se9al de onda cuadrada puede ser utili#ada para simular se9ales pulsantes. La onda cuadrada es frecuentemente usada para pruebas y calibración de circuitos de tiempo.

Con"lusiones4 7odine# 8ri#uela /ernando %onatiu. • Esta practica nos ayuda a conocer mejor el funcionamiento y los componentes que tiene integrada la targeta el"is de national instruments + asi como su utili#acion ya sea manual o por medio del software que incluye la propia targeta. •

$artne# (amire# Sergio

Con esta practica pudimos conocer como manejar el instrumentos de medicion El"is asi como las diferentes funciones que tienen para reali#ar mediciones de algunos componentes .