Multifunkční karta a její aplikace

(1)

MĚŘICÍ TECHNIKA

A U T O M A T I Z A C E • R O Č N Í K 5 1 • Č Í S L O 1 2 • P R O S I N E C 2 0 0 8

784

počet zpracovaných vstupních vzorků hodnot (sample) za sekundu. Například udávaná hod- nota 10 kS/s znamená 10 000 vzorků zpraco- vaných za sekundu.

Rozmístění signálů na konektorech je znázorněno na obr. 3. Blokové schéma ana-

logového vstupu (kanály AI) je na obr. 4.

Multiplexer MUX připojuje jednotlivé ana- logové vstupy AI na zesilovač s programovatelným zesílením PGA (Programmable Gain Amplifier). Zesílení se nastavuje podle vstupního rozsahu 1×, 2×, 4×, 5×, 8×, 10×, 16×, resp. 20× (pro diferen- ciální zapojení vstupů AI) nebo 1× (pro zapojení nesymetrické se společnou zemí).

A/D převodník ADC převádí napětí na čísli- covou informaci ve formátu dat. Aby při převodu nedošlo ke ztrátě dat, je nutné je ukládat do paměti typu fronta (FIFO – First In – First Out).

Analogový signál lze přivést na vstup AI buď v nesy met ric - kém zapojením (klad- ný pól na vstup AI a záporný na zem GND), nebo v dife - ren ciálním zapojení (kladný pól na vstup AI⁺ a záporný na vstup AI^–), jak je znázorněno na obr. 5 a 6. Na vstupy AI lze přivést napětí v rozsahu maximálně

±20 V. Na svorce totiž může být napětí m a x i m á l n ě

±10 V. Větší úroveň napětí pak bude ome- zena. Pro synchronizaci zápisu hodnoty na analogových vstu- pech AI lze použít digitální vstup PFI 0.

Je-li aktivována funkce triggeru, bude čtení na analogovém vstupu aktivní při vzestupné nebo sestupné hraně synchronizačního signálu na vstupu PFI 0. Analogové výstupy AO 0 a AO 1 (blokové schéma zachycuje obr. 7) jsou vzájemné nezávislé a každý obsahuje V článcích [9 a 10] je uveden popis

a aplikace levné stavebnice karty K8055 fir- my Velleman v grafickém prostředí LabVIEW. V následujícím textu je popsáno patrně nejlevnější a současně nejmenší pro- fesionální zařízení DAQ firmy National Instruments pro použití v prostředí LabVIEW – multifunkční karta NI USB- 6008/6009 (obr. 1). Karta se připojuje k počítači kabelem USB přes komunikační rozhraní USB (USB 2.0 full-speed).

Následuje postup práce se standardním zařízením a příklady jeho aplikace s využitím prostředků MAX a NI-DAQmx.

Popis multifunkční karty

Blokové schéma multifunkční karty USB-6008/6009 je znázorněno na obr. 2.

Karta je vybavena osmi analogovými vstupy (AI 0 až AI 7 – Analog Input), dvěma analo- govými výstupy (AO 0 a AO 1 – Analog Output), dvanácti obousměrnými digitálními linkami (P0.0 až P1.3) a jedním 32bitovým čítačem (vstup PFI 0, který může sloužit rovněž jako vstup pro spouštění – trigger).

Analogové vstupy AI lze zapojit buď jako osm nesymetrických kanálů (tzn. proti spole- čné zemi) nebo jako čtyři diferenciální (symetrické) kanály. Na vnější konektor je rovněž vyvedeno napětí +5 V (získané z rozhraní USB) a referenční napětí +2,5 V ze stabilizátoru pro A/D převodník (ADC).

S kartou USB-6008/6009 je dodáván kabel USB (typu A-B) o délce 1 m, dvě násuvné svorkovnice se sadou štítků, návod v anglickém jazyce a dvě CD s programovým vybavením NI-DAQmx. Porovnání vlastnos- tí karet USB-6008 a USB-6009 je uvedeno v tabulce, kde jednotka S/s, resp. kS/s, udává

Multifunkční karta a její aplikace

Obr. 1 Multifunkční karta NI USB-6008/6009 Obr. 2 Blokové schéma multifunkční karty NI USB-6008/6009

zdroj nap·jenÌ

USB mikrokontroler

8 kan·l˘

ADC (12/14 bit˘)

DAC (12 bit˘)

DAC (12 bit˘) Vbus

pojistka

USB

USB rozhranÌ

+5 V / 200 mA

PFI O

P1.0 ... P1.3

P0.0 ... P0.7

+2,5 V / CAL

AI 0 ... AI 7

AO 0

AO 1

SPI (sÈriovÈ perifernÌ rozhranÌ) svorky digit·lnÌch vstup˘/v˝stup˘svorky analogov˝ch vstup˘/v˝stup˘

Obr. 3 Rozmístění signálů na konektorech multifunkční karty NI USB-6008/6009

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 zapojenÌ analogov˝ch vstup˘

nesymetrickÈ/diferenci·lnÌ

zapojenÌ analogov˝ch v˝stup˘

zapojenÌ digit·lnÌch vstup˘/v˝stup˘

GND AI 0/AI 0+

AI 4/AI 0ñ GND AI 1/AI 1+

AI 7/AI 3ñ GND AO 0 AO 1 GND

P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P1.0 GND P1.1 P1.3 PFI 0 +2,5 V +5 V GND

1analog16 32digital17

NI USB-6008 8 vstup˘, 12 bit, 10 kS/s multifunkËnÌ v/v

(2)

12bitový D/A převodník (DAC) s výstupním rozsahem 0 až 5 V. Časování se provádí pro- gramově. Zátěž se zapojuje mezi svorku AO a zem GND (obr. 8). Typický proud zátěží je 5 mA.

Při generování napětí na analogovém výstupu AO se mohou objevovat určité krát- kodobé rušivé impulzy (glitch) způsobené při převodu v D/A převodníku. Největší ruši- vý impulz se projeví při změně nejvyššího

USB k počítači. Zařízení je rozpoznáno a po automatickém doinstalování příslušeného ovladače je připraveno k dalšímu použití.

Příklad použití multifunkční karty vabVIEW

Výše uvedený postup lze demonstrovat na příkladu aplikace multifunkční karty USB-6008 v prostředí LabVIEW při real- izaci virtuálního přístroje – osciloskopu. Čel-

ní panel tohoto přístroje je na obr. 10. Vedle grafického zobrazovače (Waveform Graphs), který reprezentuje obrazovku osciloskopu, platného bitu D/A převodníku. Rušení lze

eliminovat zařazením filtru typu dolní pro- pust, který deformace omezí.

Karta USB-6008/6009 je vybavena dva- nácti digitálními linkami P0.0 až P0.7 a P1.0 až P1.3, které tvoří jeden DIO port (Digital Input/Output). Každou jednotlivou linku lze naprogramovat buď jako vstup nebo jako výstup. Vztažným bodem je společná zem GND. Na obr. 9 je znázorněn příklad nastave- ní jednotlivých digi- tálních linek. Samo - zřejmě obdobně lze nastavit i linky P1.0 až P1.3, kde:

■ [1] – linka P0.0 je nastavena jako výstupní, typ otevřený kolek tor;

■ [2] – linka P0.1 je nastavena jako výstupní, typ activ drive (pou ze USB-6009);

■ [3] – linka P0.3 je nastavena jako vstupní (na vstupu je výstup hradla TTL);

■ [4] – linka P0.7 je nastavena jako vstupní (na vstupu je mechanický kontakt).

Vstupní svorka PFI 0 slouží jako vstup 32bitového čítače s maximálním kmitočtem čítání 5 MHz a reagující na vzestupnou nebo sestupnou hranu přivedeného signálu. Vstup PFI 0 lze využít rovněž pro synchronizaci zápisu dat na analogové vstupy AI.

Instalace programového vybavení Na CD dodávaných s kartou USB- 6008/6009 se nachází instalace NI-DAQmx pro OS Windows (např. verze 8.7.1 je určena pro Windows 2000/XP/Vista). Instalací se aktualizuje kromě MAX též knihovna soubo- rů podpory velkého množství zařízení DAQ pro prostředí LabVIEW (příp.

LabWindows/CVI). Instalaci je nutné provést dříve, než je karta USB-6008/6009 připojená k počítači. Po úspěšné instalaci NI-DAQmx lze kartu USB-6008/6009 připojit kabelem

785

Obr. 4 Blokové schéma analogového vstupu (kanály AI) +2,5 V_REF

30K 9 127

R AI

39K 2

MUX PGA ADC AI FIFO

volba vstupnÌho rozsahu

Obr. 5 Nesymetrické připojení signálu na analogové vstupy (RSE)

AI

GND zdroj

napÏtÌ ⁺_ñ USB-6008/6009

Obr. 6 Diferenciální zapojení signálu na analogové vstupy

AI+

AIñ zdroj

napÏtÌ ⁺_ñ USB-6008/6009

Obr. 7 Blokové schéma zapojení výstupního analo- gového obvodu (kanál AO)

+5 V

DAC

v˝stupnÌ obvod

50R AO

Obr. 8 Připojení zátěže k analogovému výstupu AO AO

GND

I = 5 mA z·tÏû USB-6008/6009

Obr. 9 Příklad nastavení digitálních linek P0.0 až P0.7 +5 V

1

2

3

4 VL1 RL1 VL2

RL2

USB-6008/6009

TTL +5 V

RL3

S GND P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7

Obr. 10 Čelní panel USB_6008_Osciloskop.vi

Obr. 11 Blokový diagram USB_6008_Osciloskop.vi funkce

analogovÈho vstupu

nastavenÌ v ose (mÏ¯Ìtko a posunutÌ)y

nastavenÌ v ose (mÏ¯Ìtko)

x

modelovÈ generov·nÌ vstupnÌho sign·lu funkce analogovÈho vstupu

(3)

jsou zde patrné tři otočné ovladače (dial), s jejichž pomocí lze (podobně jako u reálného osciloskopu) nastavovat „citlivost vstupního zesilovače“ ve svislé ose y (V/dílek), pozici zobrazovaného signálu na ose y (vert pozice), resp. „časovou základnu“

na vodorovné ose x (sec/dílek).

Blokový diagram virtuálního přístroje je uveden na obr. 11. Celý program je vložen do struktury While Loop. V horní části je kód realizující virtuální přístroj – osciloskop.

Analogový signál se čte z analogového vstupu funkcí realizovanou pomocí DAQ Assistant.

Odtud by sice mohl být přímo připojen na

grafický zobrazovač Waveform Graphs, ale pro zvýšení komfortu (a co nejvěrnější podob- nosti se skutečným osciloskopem) dojde k zařazení dalších funkcí do signálové cesty.

První v řadě se jedná o funkci Waveform Scale and Offset.vi ze subpalety Functions»

Programming»Waveform»Analog Waveform, na jejíž vstup offset je připojen otočný ovladač vert pozice a na vstup scale přes funk- ci 1/x ovladač V/dílek. V souladu se zvykem u reálných osciloskopů je ovladač nastaven na inverzní funkci (záměna krajních poloh mini- ma a maxima). Pro možnost nastavení měřít- ka na vodorovné ose („časové základně“) je vložena druhá funkce Scale Delta t.vi ze sub- palety Functions»Programming»Waveform.

Na vstup scale factor je připojen přes funkční řetězec otočný ovladač sec/dílek. Pro sprá- vnou funkci je třeba nastavit rozsahy a měřítka osy x (časo- vá osa) a osy y (ampli- tuda) grafického zobra zovače (obr. 12).

Je třeba také správně nastavit měřítka a popisy oto- čných ovladačů (pohled na jednotlivé záložky Scale po volbě Properties je na obr. 13). Ovladač

V/dílek má nastavenu inverzní (obrácenou) funkci rozsahu hodnot (minimum je vpravo a maximum vlevo ve směru otáčení), ovladač vert pozice má maximum nastavené na hodnotu –10 a maxi mum na hodnotu +10.

Ovladač sec/dílek je nastaven na volbu pře- pínání po desetinásobku hodnot s vypuštěním automatického popisu (Scale Style). Tento ovladač se ještě nastaví na zálo- žce Data Range (obr. 14) a bude fungovat jako přepínač rozsahů (není to tedy plynulý potenciometr). Hodnoty rozsahů je třeba k malým čárkám označujícím jednotlivé polohy přepínače vložit jako popisující text

(dvojklikem na plochu dojde ke vkládání textu). Popis je patrný z obrázku čelního panelu (obr. 10).

Pro první odzkoušení funkce osciloskopu bez nutnosti připojovat externí zdroj signálu lze na vstupní svorky AI 0 signál z výstupu AO 0 podle obr. 15. Pro tento případ je ve spodní části blokového diagramu vytvořena část jednoduchého kódu pro generování výstupního signálu. Výstup analogového sig- nálu zajišťuje opět nakonfigurovaná funkce vytvořená pomocí DAQ Assistant. Na vstup data této funkce jsou přivedena data genero- vaná pomocí smyčky For Loop a výsledkem je simulace sinusovky (amplituda 2,5 V, posunutí +2,5 V). Tato část programového kódu se po odzkoušení a při připojení vněj - šího signálu může vypustit.

Závěr

Podrobnější popis prostředků LabVIEW včetně konfigurace DAQ Assistant v prostře- dí MAX by překročil rámec tohoto článku.

Jeho cílem bylo seznámit čtenáře s příkla- dem aplikace, a poukázat tak na možnosti velice silného nástroje pro oblast měření a zejména zpracování dat, kterým LabVIEW bezesporu je.

Ing. Jaroslav Vlach Literaturu k článku najdete na str. 798 Obr. 12 Konfigurace grafického zobrazovače

pro úlohu USB_6008_Ociloskop.vi

Obr. 13 Konfigurace otočných ovladačů pro úlohu USB_6008_Ociloskop.vi nastavenÌ

ovladaËe V/dÌlek

nastavenÌ ovladaËe Vert pozice

nastavenÌ ovladaËe sec/dÌlek

Obr. 14 Konfigurace ovladače sec/dílek pro úlohu USB_6008_Ociloskop.vi nastavenÌ

ovladaËe sec/dÌlek

Obr. 15 Propojení svorek AI 0 a AO 0 AI 0+

AI 0ñ

A0 0

GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Porovnání vlastností karet USB-6008 a USB-6009

Vlastnost USB-6008 USB-6009

Rozlišení AI 12 bitů (diferenciální vstupy) 14 bitů (diferenciální vstupy) 11 bitů (nesymetrické vstupy) 13 bitů (nesymetrické vstupy) Max. vzorkovací rychlost AI,

pro jeden kanál¹⁾ 10 kS/s 48 kS/s

Max. vzorkovací rychlost AI,

pro několik kanálů¹⁾ 10 kS/s 42 kS/s

Technologie digitálních otevřený kolektor otevřený kolektor nebo vstupů/výstupů (interní rezistor 4,7 kW) active drive

1)může záviset na připojeném PC

786

(4)

■ vedení úspěšných reklamních kampaní v systémech PPC, např. Google Adsense, Sklik, AdFox či Etarget.

Přiložené CD obsahuje řadu užitečných nástrojů, skriptů a kódů, které vám pomohou s optimalizací www stránek a následnou péčí. Najdete zde nástroje jako SEO Admi- nistrátor, WebCEO, Google Sitemaps, Goog- le Toolbar, Google Adwords Editor či RSS Builder, ale také redakční systém WebsiteBa- ker a ukázky mod_rewrite či stránek 404 a mnoho dalšího. Nechybějí tady ani užitečné odkazy a zdroje, které jsou uvedeny formou přílohy.

Kniha je určená správcům www stránek, webmasterům, majitelům stránek, pracov- níkům marketingových oddělení i konzultan- tům v oblasti SEO. Bezesporu jim mnoho - krát poslouží jako užitečný rádce a pomocník při jejich každodenní činnosti. Nezbývá než také pozitivně hodnotit již zavedenou úpravu knih nakladatelství Computer Press se zvýrazněnými důležitými poznámkami, tipy a pojmy.

ikl

Literatura k článku na str. 784–786:

798

LITERATURA

překládáním nahlas současně s anglickým mluvčím. Pomohou tak zlepšit výslovnost, zbavit se ostychu z mluvení, lépe si zapama- tovat slovíčka i gramatiku a hlavně aktivně a rychleji uvést do praxe získané vědomosti.

ikl

Kubíček, M.: Velký průvodce SEO/Jak dosáhnout nejlepších pozic ve vyhledávačích

Brno : Computer Press, a. s., 2008. 318 s., rejst., příl., obr., tab., grafy, 1× CD-ROM. ISBN 978-80- 251-2195-5

http://www.knihy.cpress.cz/knihy/pocitacova-lite- ratura/webdesign-tvorba-www-stranek/velky-pru- vodce-seo-jak-dosahnout-nejlepsich-pozic-ve-vy- hledavacich

V moderním světě internetu, kde hlavní cesta k vašemu webu vede přes vyhledávače, je nutné být ve výsled- cích hledání stále na prvním místě. Jak toho ale dosáhnout? Od- povědí je SEO (Search Engine Optimization).

Kniha zkušeného od- borníka vám nejen prozradí, jak vyhle- dávače fungují, ale do- zvíte se především krok za krokem, jak optimalizovat vaše stránky, abyste dosáhli kýženého výsledku – první pozice ve vyhle- dávači.

Chcete, aby se váš web zobrazoval ve vý- sledcích hledání na Googlu, Seznamu a jinde na prvních pozicích? Toužíte po vyšší návštěvnosti webu a vyšších výdělcích? Ře- šením je právě optimalizace pro vyhledávače (SEO).

Praktický průvodce vás postupně provází technikou optimalizace stránek, a to jak ve zdrojovém kódu, tak pomocí budování zpět- ných odkazů a propagace webu. To vše se za- měřením na prostředí českého internetu.

Autor se v knize mimo jiné věnuje násle- dujícím tématům:

■ jak vyhledávače indexují a jak určují pozici (Google Rank, S-rank a další);

■ jak na klíčová slova ve stránce, správné www adresy a domény;

■ jak napsat dobrý text pro optimalizované stránky – copywriting;

■ jak optimalizovat odkazy na stránce a tvořit mapu stránek;

■ jak získat odkazy na vlastní stránky a tvorba kanálu RSS;

■ budování zpětných odkazů v katalozích či na partnerských webech;

■ analýza výsledků optimalizace a udržení pozic;

■ nepovolené praktiky při optimalizaci (Black Hat SEO);

firmě. Učivo je demonstrováno na příběhu Larryho Lynche, nováčka nastupujícího do kanceláře a začínajícího spolupracovat s novými kolegy. Sledováním celého procesu se studenti mohou snadno a rychle naučit klíčové fráze a slovíčka, které by sami mohli ve stejné nebo obdobné situaci potřebovat.

Každá z 25 lekcí je rozdělena do následu- jících částí:

■ rozhovor;

■ gramatické tipy;

■ slovíčka;

■ idiomy;

■ frázová slovesa;

■ pracovní výrazy;

■ užitečné fráze;

■ anglická slovíčka podobná českým výra- zům;

■ cvičení.

Knihu doplňují tři plakáty, které umožní čtenáři mít denně před očima mapu gramati- ky, pravidla konverzace i vzory korespon- dence. Opakovaným pohledem si lehce, ba až nevědomky vštípí požadované znalosti.

Tři přiložená CD nabízejí audio- i videolekce, vzorové životopisy, korespon- denci, e-maily i SMS. Navíc je na každém CD zařazen návodný bonus na téma, jak hle- dat práci, vést jednání či psát obchodní dopi- sy, to vše samozřejmě v angličtině.

Uvedená učebnice je nejen poučným spo- lečníkem, ale zároveň přináší všem zájem- cům o studium jazyků zábavnou formou nové informace a postupně je navádí k dalšímu rozšiřování jejich schopností.

ikl

Kuzmová, A.: English All Around/Soubor

poslechových cvičebních textů

Brno : Computer Press, a. s., 2008. 71 s., 1×

CD-ROM. ISBN 978-80-251-2087-3

http://www.knihy.cpress.cz/knihy/jazykove-priruc- ky/anglictina/english-all-around-soubor-posle- chovych-cvicebnich-textu-pro-samouky

Tento soubor cvičebních vět je užitečnou doplňující částí výukové učebnice English All Around – Kurz angličtiny pro samouky. Může být ale také nezávisle na této učebnici prak- tickou pomůckou pro všechny samouky, kte- ří potřebují získat více sebedůvěry a pohoto- vosti v mluvení a zlep - šit svou výslovnost.

Příručka představuje soubor drilových cvi- čení založených na překladu z češtiny do angličtiny. Cvičení jsou namluvená tak, aby studenti mohli procvičovat jednotlivé grama- tické jevy bez učebnic pouze poslechem a

L I T E R A T U R A

[1] Internet: www.ni.com/czech [2] Internet: http://techteach.no/tekdok

/usb6009

[3] Internet: http://autnt.fme.vutbr.cz/lab /FAQ/labview/VI_Skripta.pdf [4] Začínáme s LabVIEW. Praha : NI

Czech, 2006.

[5] USB-6008/6009. Praha : NI Czech, 2006.

[6] PECHOUŠEK, J., Základy programování v prostředí LabVIEW. Olomouc : Vy- davatelství UP, 2004.

[7] ŽÍDEK, J., Grafické programování ve vývojovém prostředí LabVIEW. Výu- ková skripta. Ostrava : VŠB-TU Ostra- va, 2006.

[8] VLACH, J., Začínáme s LabVIEW. Sdě- lovací technika, 2008, č. 4, s. 20–21.

[9] VLACH, J., Experimentální deska USB K8055 a LabVIEW. Praktická elektro- nika, 2008, č. 5, s. 29–30, č. 6, s. 22–23.

[10] VLACH, J. a kol.: Začínáme

s LabVIEW. Praha : BEN – Technická literatura, 2008.