LVO.08

Report
A LabVIEW használata az
oktatásban
A LabVIEW alapjainak oktatása
Spektrum számolása
Mingesz Róbert, Vadai Gergely
2013. május 24.
1
Tartalom
• A LabVIEW alapjainak oktatása
• Szorgalmi feladat
• Spektrum számolása
• Feladatok megoldása
• Jegyzőkönyv
2
A LabVIEW alapjainak oktatása
3
Közösen elmutogatós módszer
Előnyök:
• Egyszerű
Hátrányok:
• Mindenki más sebességgel haladna
• Ha valaki lemarad, nem tudja behozni
• Többiek unatkoznak
Felhasználás:
• Környezet bemutatása, alap feladatok
4
Lépésenként példák
• Írásban, részletesen leírva + közös megvalósítás
Előnyök:
• Nem gond, ha valaki lemarad
• Mindenki haladhat a maga ritmusában
Hátrányok:
• Néha nehéz összeegyeztetni, ha a tanár más
ütemben halad
• Nehéz új feladatokra alkalmazni a tudást
• Tananyag hosszú előkészítése
5
Projektek / feladatok
• Kiadott projektek/feladatok önálló megoldása
Előnyök:
• Mindenki a saját ütemében haladhat
• Rengeteg kihívás → mélyebb megértés
Hátrányok:
• Tananyag előkészítése
• A hallgatók számára mindig könnyű megtalálni a
szükséges eszközöket, módszereket
6
Online oktatóvideók
• Önálló feldolgozáshoz
Előnyök:
• Bármilyen témára megtalálhatjuk
Hátrányok:
• Unalmasak
• Sokszor olyan eszközöket kíván, amik nem
érhető el
7
Online leírások, példák, fórum
• Önálló feldolgozáshoz, problémamegoldáshoz
Előnyök:
• Bármilyen témára megtalálhatjuk
Hátrányok:
• Nehéz megtalálni amit keresünk
• Nem egyenletes színvonal
8
Beépített példák
• Egy új funkció megismeréséhez
Előnyök:
• Minden funkcióhoz van
• Működőképesek
Hátrányok:
• Néha túl bonyolultak
• Olyan elemeket is használhatnak, amiket
egyébként nem lehet megtalálni
9
Könyvek
• Önálló tanuláshoz
Előnyök
• Koherens, jól követhető
Hátrányok
• Unalmas (sok részét már ismerni fogjuk)
• Nehezen hozzáférhetők
10
Hivatalos LabVIEW tanfolyamok
• LabVIEW Core 1 (370 eFt)
• LabVIEW Core 2 (370 eFt)
• LabVIEW Core 3 (370 eFt)
• LabVIEW Connectivity course (250 eFt)
• LabVIEW Performance course (250 eFt)
• LabVIEW Real-Time 1 és 2 (250 eFt/db)
• Data Acquisition and Signal Conditioning
• Tananyagok: 70 eFt/db
11
NI hivatalos vizsgák
• NI LabVIEW Certifications
http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/hu/nid/201888
• Certified LabVIEW Associate Developer
• Certified LabVIEW Developer
• Certified LabVIEW Architect
12
NI Certified LabVIEW Associate Developer
• CLAD
• LabVIEW Core 1 és 2 anyaga
• Fél év LabVIEW fejlesztési gyakorlat
• Teszt, 1 óra
• NI Days: Ingyen vizsgalehetőség
• 2 évente meg kell újítani
13
LabVIEW és az oktatás
14
K12Lab
• http://k12lab.com/
• Kész feladatok
• Videók, felhasználók alkotásai
15
LabVIEW versenyek
• http://hungary.ni.com/labview-verseny
• Ságvári: 2. helyezés
16
Szorgalmi feladat
17
Spektrum számolása
18
Jelek mintavételezése
• dt: – mintavételi időköz
• fs = 1/dt – mintavételi frekvencia
19
Fourier reprezentációk
20
Spektrum
• f0 – DC jelszínt
• df – frekvencia felbontás
• fi = i ∙ df – kiválasztott frekvencia
∆ =
1
mérés
1
=
 ∙ ∆
21
DFT
1
 =

1
 =

−1
 ∙
∙
−i∙2∙ 

=0
−1
∙
i
∙2∙ 
 ∙ 
=0
•  = ( ∙ ∆) – mintavételezett jel
•  = ( ∙ ∆) – frekvenciatartománybeli
reprezentáció (spektrum, az amplitúdó fele)
• Teljesítménysűrűség spektrum: 
2
∆
22
Négyszög ablakfüggvény
23
Hanning ablakfüggvény
24
Waveform
• Kezdőidő (dátum/relatív idő) ( t0 )
• Mintavételi időköz ( dt )
• Kitérés ( Y )
• Clusterrel helyettesíthető
25 oldal
Waveform paletta
26 oldal
Waveform generálása
• Signal processing / Wfm Generation
27 oldal
Mintavételezés paraméterei (Sampling info)
• Mintavételi frekvencia ( Fs )
• Minták száma ( #s , tipikusan kettő hatvány)
28 oldal
PSD számolása
• Signal processing / Wfm Measure
29 oldal
Teljesítménysűrűség spektrum
• Kezdő frekvencia ( f0=0 )
• Frekvencia-feloldás ( df )
• Amplitúdó ( magnitude )
30 oldal
Amplitúdó spektrum számolása
• Signal processing / Wfm Measure
31 oldal
Tömb feldarabolása
32 oldal
Intensity Graph
• Fogadott adattípus: 2D tömb
33 oldal
1. feladat
• Hozzon létre egy háromszögjelet, majd számolja ki
a négyzetét!
• A jel paraméterei: frekvencia: 10 Hz, mintavételi
frekvencia: 10 kHz, minták száma 65536.
Ábrázolja mindkét jelet egy grafikonon, úgy, hogy
jól látszódjon az eredmény!
• Számolja ki mindkét jel amplitúdó-spektrumát
(magnitude), és ábrázolja őket egy grafikonon 0 és
100 Hz között.
34 oldal
1. feladat
• Mi a különbség a két jel között? Milyen
különbséget látunk, ha az y tengely (magnitúdó)
logaritmikus? Miért nem csak 10 Hz-nél látunk
bármit a spektrumban? Mit jelent a spektrum 0nál felvett értéke? Miért nem éles vonalakat
látunk? Hogy lehetne ezen segíteni?
• A vi előlapot megfelelően alakítsa ki, a feliratok
legyenek informatívak (a tengelyfeliratok is)!
35 oldal
2. feladat
• A mellékelt LVO8.SampleSignal.vi egy minta jelet
ad vissza, valamint a hozzá tartozó paramétereket
(mintavételi frekvencia, minták száma). Készítsen
olyan programot, amely kiszámolja a jel
teljesítménysűrűség-spektrumát (PSD).
36 oldal
2. feladat
• A program előlapján lehessen választani, hogy
milyen ablakfüggvényt használunk, valamint azt,
hogy decibel (logaritmikus) vagy normál (lineáris)
skálán szeretnénk-e látni az eredményt. A program
előlapját megfelelően feliratozza!
• Magyarázza meg, a látott spektrumot! Milyen
különbséget lát a lineáris és a logaritmikus skálán
való megjelenítés között? Történt-e „hiba” a
mintavételezés során?
37 oldal
3. feladat
• Egy ciklusban darabolja fel a teljes jelet
1024 mintából álló darabokra. Számolja ki
az egyes darabok spektrumát, majd az
(időfüggő) eredményt jelenítse meg egy
Intensity Graph-on!
38 oldal
3. feladat
• A program legyen képes mind lineáris, mind
decibeles skálán megjeleníteni az eredményt!
(Megjegyzés: lineáris skála esetén célszerű ha a z
tengely autoskálán van, decibeles skála esetén
pedig – 60 db min és 0 db max az ideális
beállítás).
• Miben különbözik a kép lineáris és decibeles
skálán? Magyarázza meg mit lát a spektrumban!
39 oldal
4. feladat
• Kíváncsiak vagyunk, hogyan változik a jel
teljesítménye az 1024 Hz-hez tartozó frekvencián.
• Hogyan kaphatjuk meg a jel teljesítményét az
adott pontban?
• Készítsen (a hármas feladaton alapuló) programot,
mely ábrázolja ennek időbeli változását.
• Hogyan magyarázza ez a jel a korábbi
spektrumokat?
40 oldal

similar documents