mustafa kemal üniversitesi mühendislik fakültesi makine

MUSTAFA KEMAL ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
MAKİNE LABORATUVARI II DENEY FÖYÜ
LABVIEW PROGRAMLAMA DİLİ VE DAQ KARTI
UYGULAMASI
Hazırlayan
Arş. Gör. Vedat YEĞİN
1. AMAÇ
Bir sistemden alınana verilerin dijital ortama aktarılmasını ve bu sinyallerin
işlenerek
istenilen
şekilde
kullanılmasına
olanak
sağlayan
LabVIEW
programına genel bir giriş yapmak. Ve sinyalleri işlemek için kontrol ünitesi ile
sensör arasındaki bağlantının DAQ kartı vasıtasıyla yapılması hususunda
uygulamalı olarak gerekli temel bilgileri vermektir.
2. TEORİ
Geleneksel programlama dillerindeki komut veya değişkenlerin satırlarca
yazılması yerine, yapılmak istenen işlem için kullanılabilir sanal enstrümanların
(VI) blok diyagrama yerleştirilip, veriyi iletecek bağlantılar oldukça kolay bir
şekilde yapılmaktadır. Veri işleme ve izlenmesinde kullanılan LabVIEW,
içeriğinde bulunan otomasyon ve ölçme devre elemanları fonksiyonlarının
ekranda birbirlerine bağlanması şeklinde kullanılır.
LabVIEW programı, kullanıcı ara yüzü olan ön panel ve blok diyagramdan
oluşur. Ön panel, LabVIEW ile oluşturulacak uygulama için sisteme değerler
girilmesine ve çıkışların görülmesine yardımcı olur. Blok diyagram ise ana
işlemlerin yapıldığı kısımdır. Ön panelde bir taraftan kontrol sağlanırken, diğer
taraftan blok diyagramda sanal enstrümanlar kullanılmaktadır. LabVIEW
programının geliştiricisi National Instrument firmasının geliştirdiği donanımlar
ile gerçek sistemler de çalıştırılabilmektedir.
Ölçme yapılan her yerde, veri izlenmesin de özellikle otomotiv sektöründen
enerji sektörüne, uzay çalışmalarından su altı çalışmalarına, elektrik ve
elektronik
teknolojisine
kadar
birçok
alanda
LabVIEW
programı
kullanılmaktadır. Ayrıca farklı alanlarda birçok çözümler sunmasının yanında
araştırma geliştirme çalışmalarında da kullanılmaktadır. LabVIEW, bilgisayar
ve enstrümantasyon donanımına yapılan parasal yatırımı korumaktadır. Böylece
üretkenliği arttırarak geliştirmeye harcanan zamanı azaltmakta ve kullanıcılarına
kendi çözümlerini geliştirebilmeleri için fırsatlar sunmaktadır. Araştırma
geliştirme çalışmalarında karmaşık araçlara gerek kalmadan bütün işlemleri
tamamlayabilme esnekliğine sahiptir. Programa ilave edilen güçlü araçlar ile
karmaşık geliştirme işlemleri çok daha basit hale gelebilmektedir.
2.2 LabVIEW Kullanımı
Labview programı sanal enstrüman ( Virtual Instruments – VI ) olarak
adlandırılır. Çünkü görünümü ve işlemleri osiloskop, multimetre gibi fiziksel
elemanları örnek alır. Her VI kullanıcı arayüzünden veya diğer kaynaklardan ve
bilgi aktarımı sağlayan diğer dosya veya bilgisayarlardan oluşan girişleri
fonksiyonları kullanarak ustalıkla yönetebilir.
Bir VI aşağıdaki üç bileşenden meydana gelir:
 Front Panel à Kullanıcı arayüzünü oluşturur.
 Block Diagram VI’ların fonksiyonlarını tanımlayan grafiksel kaynak
kodlarını içerir.
 Icon ve Connector Pane VI’ları tanımlayarak diğer VI’ların bir başka VI
içinde kullanılmasını sağlar. Başka bir VI’daki VI ‘subVI’ olarak
adlandırılır. Yani yazım tabanlı programlama dillerindeki altprograma
denk düşer.
2.3 LabVIEW uygulama alanları
 Dondurma yapım sürecini kontrol etme
 Uzay mekiğinde hidrojen gazı sızıntısını kontrol etme
 Bebek deve kuşlarının beslenme alışkanlıklarının izlenmesi
 Güç kalitesini analiz etmek için güç sistemlerini modelleme
 Laboratuvar farelerinde deneyin fiziksel etkilerini ölçme
 Servo ve step motor hareketini kontrol etme
 Bilgisayardaki ve diğer elektronik cihazlardaki devre kartlarını test etme
 Sanal gerçeklik sistemlerinde hareketi simüle etme
 Helyum doldurulmuş bir zeplini web üzerinden uzaktan kontrol etme
2.4 Labview Kullanımının Avantajı
LabVIEW kullanmamızın en büyük avantajı kodların hazırlanması için ayrılan
süreden daha az bir sürede işi gerçekleştiren fonksiyonların blok diyagramları
halinde tasarlanabilmesidir.
LabVIEW, üretkenliği arttırarak geliştirmeye harcanan zamanı azaltmakta,
bilgisayar
ve
enstrümantasyon
donanımına
yapılan
parasal
yatırımı
korumaktadır. Ayrıca, kendi çözümlerini geliştirebilmeleri için daha geniş
kullanıcı kitlesini yetkilendirmektedir. Daha karmaşık geliştirme araçlarına
gerek kalmadan bütün işlemleri tamamlayabilme esnekliğine sahiptir. Eklenen
güçlü araçlar ile karmaşık geliştirme işlemlerini basitleştirir. Ölçme yapılan her
yerde, veri izleme istenen her yerde LabVIEW kullanılabilir. Endüstride
otomotiv
sektöründen
enerji
sektörüne,
uzay çalışmalarından
su
altı
çalışmalarına, elektrik ve elektronik teknolojisine kadar birçok alanda çözümler
sunarken her sektörden birçok firma araştırma ve geliştirme çalışmaları ile
üretimlerinde programdan faydalanmaktadır.
3. DENEY DÜZENEĞİ VE DENEYİN YAPILIŞI
Devre elemanları anlatıldıktan sonra bunların bilgisayara bağlanıp LabVIEW
arayüzünden nasıl kontrol edildiği gösterilecektir.
a. Veri Toplama Kartı (DAQ Kartı)
Şekil 1 Veri Toplama (DAQ) Kartı (Ni, 2010)
DAQ donanımları, bilgisayar ile deney sırasında oluşan fiziksel olayların birbiri
ile bağlantısını sağlayan yardımcı ekipmanlardır. Gelen analog sinyalleri
bilgisayarın anlayabileceği dijital sinyallere çevirirler ve dijital sinyalleri
zamana bağlı olarak ölçüp aktarabilirler. Günümüzde gelişen bilgisayar ve DAQ
sistemleri USB portundan haberleşebilmektedirler. Veri toplama işlemi, test ve
ölçümün ilk aşamasıdır. Bu veriler, basınç, kuvvet, açı gibi gerçek şartlarda
oluşan fiziksel büyüklüklerin ölçülmesi ya da incelenmesi maksadıyla elde
edilirler. Ölçüm ortamında elde edilen analog işaretlerin sayısallaştırılması
(Analog to Digital Conversion - ADC) gerekir. Günümüzde bu işlemin kolay,
etkin ve esnek şekli bilgisayar ortamında yapılmaktadır. Uygulamaya bağlı
olarak, farklı PC tabanlı DAQ türleri vardır. Bunlar; Analog Giriş/Çıkış ve
Dijital Giriş/Çıkış olarak sınıflandırılabilir.
Son yıllarda hızlı bir gelişim içinde bulunan bilgisayarlar ile veri toplama ve
işleme uygulamaları yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Birçok uygulamada,
özellikle veri toplama ve işleme için, bilgisayarların gücü ve esnekliği göz ardı
edilemez. Bilgisayarların bu uygulamalarda tercih edilmesinin sebebi, özel bir
veri toplama işleminin belirli şartlarının mevcut yazılım ve donanımla uyum
sağlamasıdır.
Veri toplama, gerçek dünyadaki fiziksel büyüklüklerin ölçülerek, dijital bir
forma dönüştürülmesi ve bilgisayara aktarılmasıdır. Bu aktarılan bilgiler
bilgisayar tarafından işleme, analiz edilme için kullanılabilir veya saklanabilir.
Uygulamaların büyük bir çoğunluğunda, veri toplama sistemi (DAQ), sadece
veri elde etmek için değil ayrıca üzerinde çalışmak için tasarlanmaktadır (Ni,
2010).
b. Linear potansiyometre
Doğrusal bir düzlem üzerine montaj edilmiş direnç türüdür. Direnç değeri 0’dan
itibaren doğrusal bir şekilde artar. Bu artım sayesinde elektronik bir devrede
doğrusal bir şekilde voltaj kontrolü sağlanabilir. Mantığını daha iyi
anlayabilmek için eklediğim resimleri inceleyiniz.
Soldaki
resim
doğrusal
sistemli
bir potansiyometrenin
iç
yapısını
göstermektedir. Sağdaki resim de ise bu potansiyometrenin hareketli milinin
pozisyonuna göre verdiği çıkışı sembolize eden bir grafik yer almaktadır.
c. DC güç kaynağı
Potansiyometrenin bağlantısının yapılabilmesi için 28V luk bir gerilime ihtiyaç
duyulmaktadır. Bu yüzden 0-30V çalışan bir DC güç kaynağı gerekmektedir.
Elemanlar
tanıtıldıktan
sonra
kullanılan
potansiyometrenin
ne
şekilde
bilgisayara bağlanacağı şekil 2’de gösterilmektedir. Burada potansiyometre
yerine faklı sensörler de kullanılabilmektedir.
Şekil 2 DAQ kartı vasıtasıyla sensörlerden alınan sinyallerin bilgisayara aktarılması
4. Sonuçlar ve İstenenler
LabVIEW ve DAQ kartı yardımıyla dış dünyada kullandığımız sensörler den
aldığımız sinyallerin dijital ortama aktarılarak bu sinyallerin işlenmesi ve
yorumlanması gerçekleştirmek.
Rapor genel rapor yazma kuralları dikkate alınarak yazılması gereken
raporunuzda bulunması gerekenler;
 Deneyden anladıklarınızı ve deneyin amaçlarını yazın.
 Size göre deneyin daha iyi yapılması için neler yapılabilir yazınız.