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INSTRUMENTACIÓN DIGITAL CODIGO:AA4050

LABORATORIO N° 10 “Adquisición y Almacenamiento de Datos”

1.- Edwin Ccacya Cjuno Alumnos:

2.- Samuel Pumacallahui Chuquirimay 3.- Juan Yesion Yupanqui Quispe

Grupo Semestre Fecha de entrega

: : :

Nota: IV Hora:

Instrumentación Digital

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Fecha:

Grupo Lab. Nº

07 y 08

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Fecha:

Grupo Lab. Nº

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota: I.

II.

Fecha:

Grupo Lab. Nº

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OBJETIVOS: 

Instalación, configuración y adquisición de datos



Graficar las tendencias temporales de las magnitudes físicas señaladas, utilizando LabVIEW.

MATERIAL Y EQUIPO: 

PC Pentium 4.



Sistema de adquisición de datos Nacional Instruments (C rio 9122).

III.

FUNDAMENTO TEÓRICO     

Certificados de calibración trazable expedidos por el NIST Rango acumulado de muestro de 800 kS/s Rango de operación de -40 a 70 °C Operación intercambiable en vivo, protección de sobrevoltaje, aislamiento 8 entradas analógicas, rango de entrada ±60 V Resolución de 12 bits, entradas de una sola terminal, terminal de tornillo o conector tipo D-Sub

Información general El NI 9221 es un módulo de la Serie C para mediciones de alta velocidad con un rango de ± 60 V, el NI 9221 está protegido contra picos de voltaje perjudiciales de hasta 2,300 Vrms. Las características de NI 9221 dos opciones de conector - un conector de 10-posición del tornilloterminal para la conexión directa y un conector de 25-pines.

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Fecha: Software Recommendations NI LabWindows™/CVI for Windows

NI Measurement Studio Edición Profesional

Sistema de Desarrollo Profesional de LabVIEW para Windows

NI LabVIEW SignalExpress para Windows

Grupo Lab. Nº



Gráficas y tablas avanzadas en 2D en tiempo real con soporte para Windows Vista/XP/2000



Compatibilidad completa de hardware con IVI, VISA, DAQ, GPIB y serial



Herramientas de análisis para manipulación de arreglos, estadísticas de procesamiento de señales y ajuste de curvas



Comunicación simplificada entre plataformas con variables de red



Herramientas Measurement Studio .NET (incluidas únicamente en LabWindows/CVI Completo)



La marca LabWindows se usa bajo una licencia de Microsoft Corporation



Componentes básicos de análisis e instrumentación para Microsoft Visual Basic, Visual C# y Visual C++



Comunicación entre plataformas con variables de red



Controles científicos de interfaz de usuario



Asistente DAQ y Asistente de E/S de Instrumentos para Generación de Código



Adquiera datos desde GPIB, serial, Ethernet y dispositivos insertables de adquisición de datos



Requiere Microsoft Visual Studio 2008/2005/.NET 2003 o Visual Studio 6.0



Entorno de desarrollo gráfico fácil de usar



Estrecha integración con una amplia gama de hardware de medida



Rápido desarrollo de interfaz de usuario para visualizar datos en vivo



Extensa funcionalidad para procesamiento de señales, análisis y matemáticas



Integración de control de código fuente y métricas de complejidad de código



Soporte para Windows 2000/XP/Vista/7 (32 bits) y Windows Vista/7 (64 bits)



Configure rápidamente proyectos sin necesidad de programar



Control sobre 400 instrumentos basados en PC y autónomos



Registre datos desde más de 250 dispositivos de adquisición de datos



Realice procesamiento básico de señales, análisis y E/S de archivos



Escale su aplicación con generación automática de código para LabVIEW



Cree reportes personalizados o exporte datos fácilmente a LabVIEW, DIAdem o Microsoft Excel

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Grupo Lab. Nº

Fecha:

Entrada Analógica Canales

8,0

Canales de una sola terminal

8

Canales Diferenciales

0

Resolución

12 bits

Velocidad de Muestreo

800 kS/s

Máx. Voltaje de Entrada Analógica

60 V

Rango de Voltaje Máximo

-60 V , 60 V

Precisión Máxima del Rango de Voltaje

0.069 V

Rango de Voltaje Mínimo

-60 V , 60 V

Mínima Precisión del Rango de Voltaje

0.069 V

Muestreo Simultáneo

No

Canales

8,0

Canales de una sola terminal

8

Canales Diferenciales

0

Resolución

12 bits

Velocidad de Muestreo

800 kS/s

Máx. Voltaje de Entrada Analógica

60 V

Rango de Voltaje Máximo

-60 V , 60 V

Precisión Máxima del Rango de Voltaje

0.069 V

Rango de Voltaje Mínimo

-60 V , 60 V

Mínima Precisión del Rango de Voltaje

0.069 V

Muestreo Simultáneo

No

Salida Analógica Canales

0

Canales

0

E/S Digital Canales Bidireccionales

0

Canales de Entrada Únicamente

0

Canales de Salida Únicamente

0

Número de Canales

0,0,0

Canales Bidireccionales

0

Canales de Entrada Únicamente

0

Canales de Salida Únicamente

0

Número de Canales

0,0,0

Contadores/Temporizadores Número de Contadores/Temporizadores

0

Número de Contadores/Temporizadores

0

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Fecha:

IV.

Grupo Lab. Nº

PROCEDIMIENTO: Según sea el caso, implemente uno de los siguientes instrumentos virtuales:

1. Calibrar la tarjeta de adquisición de datos. 2. Implemente un instrumento virtual para medición de voltaje en el cual debe ser posible visualizar la tensión de un elemento externo: 

Tipo de entrada: 0-10V.

3. Realice una operación matemática sumándole un número al dato de entrada 4. Implemente un instrumento virtual en el cual se pueda visualizar el valor numérico en BCD.    

Conectamos la tarjeta No por el momento Instalar automáticamente No reiniciar



seleccionar Run Test panels



Ok



Seleccione el canal cero e ingrese una señal analógica Start



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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Fecha:

 

Abrimos el labVIEW Blank VI

Ingresamos el asistente de la interface de adquisición de datos  DAQ Assist

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Fecha:

Grupo Lab. Nº

Calibrar la tarjeta  Doble clik en el icono DAQ asistant  Calibrate/nombre/next/next  Colocar el valor real y enter (como mínimo para un buena calibración siquiera dar 10 valores)  Next/Next/Finish

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Fecha:

Ya lo tenemos listo para ingresar datos  Ingresamos un medidor  Ingrese un voltaje de (0 a 10v) al Bit asignado



Crear una función matemática



Ingrese un voltaje de (0 a 10v) al Bit asignado

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Fecha:

Grupo Lab. Nº

EXPLICACION DEL PROCEDIMIENTO DESARROLLADO: 1.Conectamos la tarjeta a la PC -Damos siguiente a todo. Luego procedemos a seleccionar el canal (este será por donde ingresaremos voltaje de 0-10 VDC respectivamente). Finalmente seleccionamos el tipo de señal analógica y damos START.

2. Buscamos y ejecutamos el programa: labVIEW (para ello, se procedió a hacerlo mediante el aula virtual para no tener problemas).

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Fecha:

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3.Calibramos la tarjeta Para ello en el programa arrastramos DAQ Assitant, doble click procedemos a modificar los valores que se indican en la guía. Procedemos a calibrar ingresando valores de voltaje (10) y verificando que la lectura sea la correspondiente por el dispositivo (No sobrepasar los 10V).

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Fecha:

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4.Ahora ingresaremos un medidor para visualizar los valores de voltaje que se está tomando como dato el dispositivo mediante nuestro canal 0.

Para este caso hay una lectura de 2V.

5.Procedemos a crear nuestra función matemática e ingresamos los diferentes elementos a nuestro programa.

Figure 1.la lectura es de 4V.

Figure 2.Función matemática

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Grupo Lab. Nº

Fecha:

PROYECTO SEMESTRE ITEM 1 2 3

D

GRUPO

ADQUISICION DE DATOS 07 FECHA 06 LISTA DE MATERIALES DESCRIPCION

Módulo de adquisición de datos NI 9221

11

2018 UNIDAD CANT. pz 01

PC Pentium 4

LISTA DE HERRAMIENTAS Y EQUIPOS 1 2 3

pz

PC Pentium 4

01

COSTO DE MATERIALES PRECIO UNIT. S/.

PRECIO TOTAL S/.

ITEM

UNIDAD

DESCRIPCION

CANT.

1

pz

Módulo de adquisición de datos NI 9221

01

S/.1094

S/.1094

2

pz

PC Pentium 4

01

S/.1400

S/.1400

3

pz TOTAL S/. S/.2494

EVIDENCIAS:

Figure 3.Módulo de adquisición de datos NI 9221

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Fecha:

Figure 4.Conexión del canal 0 y negativo

Figure 5.Comunicación con la PC

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Fecha:

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INVESTIGACION

PROGRAMA LABVIEW LabVIEW es un software que proporciona un potente entorno de desarrollo gráfico para el diseño de aplicaciones de Ingeniería de adquisición de datos, análisis de medidas y presentación de datos gracias a un lenguaje de programación sin la complejidad de otras herramientas de desarrollo. Características principales Intuitivo lenguaje de programación. Herramientas de desarrollo y librerías de alto nivel específicas para aplicaciones. Cientos de funciones para E/S, control, análisis y presentación de datos. Posibilidad de crear aplicaciones de medida genéricas sin programación. Depuración gráfica integrada y control del código fuente. Miles de programas de ejemplo, tanto en el software como por web. Ayuda contextual integrada y extensos tutoriales. Áreas de aplicación Análisis automatizado y plataformas de medida Test de fabricación Test de validación/medioambiental Test mecánico/estructural Test de fiabilidad en tiempo real Adquisición de datos Test de campo portátil Test de RF y comunicaciones Test en bancos de prueba Adquisición de imagen Medidas industriales y plataformas de control Test y control integrado Automatización de máquinas Visión artificial Monitorización de condiciones de máquina Monitorización distribuida y control Monitorización de potencia Diseño embebido y plataformas de prototipaje Diseño y análisis de sistemas empotrados Diseño de control Diseño de filtros digitales Diseño de circuitos electrónicos Diseño mecánico Diseño de algoritmos

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Fecha:

Grupo Lab. Nº

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ADQUISICON DE DATOS

tarjeta de adquisición de datos Consiste en el proceso de muestreo de señales que miden las condiciones físicas del mundo real y convierten las muestras resultantes en valores numéricos que pueden ser manipulados mediante una computadora. Los sistemas de adquisición de datos, abreviados comúnmente por las siglas “DAS” o “DAQ”, normalmente convierten las formas de onda analógicas en valores digitales para su procesamiento. Entre los componentes principales de los sistemas de adquisición de datos destacan: 1) sensores, para convertir los parámetros físicos en señales eléctricas; 2) circuito de acondicionamiento de señal, para convertir las señales del sensor en una forma capaz de convertirse en valores digitales; y 3) convertidores analógicos-digitales, encargados de convertir las señales de los sensores acondicionados en valores digitales. Las aplicaciones de adquisición de datos suelen ser controladas por programas de software desarrollados y utilizando varios lenguajes de programación de propósito general como BASIC, Assembly, C, C ++, Fortran, Java,Lisp,LabVIEW,etc. Asimismo, hay paquetes de software de código abierto que proporcionan todas las herramientas necesarias para adquirir datos desde diferentes equipos de hardware. Estas herramientas provienen de las comunidades científicas donde las experimentaciones complejas requieren del respaldo de un software rápido, flexible y adaptable. Dichos paquetes suelen ser de ajuste personalizado y se usan en varios experimentos de física de todo el mundo.

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Fecha:

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Hablemos ahora un poco de la historia de los sistemas de adquisición de datos. En 1963, IBM produjo computadoras que se especializaron en la adquisición de datos, entre las que se incluyen el IBM 7700 Data Acquisition System, y su sucesor, el IBM 1800. Estos sistemas caros y especializados fueron superados en 1974 por computadoras S-100 de uso general y tarjetas de adquisición de datos producidas por Tecmar/Scientific Solutions Inc. En el año de 1981 IBM presentó el IBM Personal Computer y Scientific Solutions con lo que introdujo los primeros productos de adquisición de datos para PC. Su funcionamiento. Las señales eléctricas procedentes de los sensores implementados en el sistema se introducen en instrumentos de adquisición de datos que digitalizan las señales y las envían a un disco duro o a otro medio de almacenamiento desde el que puedan manipularse y analizarse haciendo uso de herramientas de software especializadas. Tanto si se dan cuenta como si no, la adquisición de datos desempeña un papel fundamental en campos como la investigación en las ciencias de la vida, la ingeniería civil y el mantenimiento industrial. Dicho proceso es adaptable a cualquier espacio, utilidad pública o laboratorio de investigación, entre otros ámbitos en los que se requiera el uso de un dispositivo de adquisición de datos que supervise en silencio un parámetro u otro. Una vez que los datos son recopilados pueden utilizarse para mejorar la eficiencia de una empresa, garantizar la fiabilidad o para asegurar que algunas maquinarias (como las relacionadas con la temperatura) funcionen de forma segura. Ahora bien, ¿cuáles son las ventajas de un sistema abierto de adquisición de datos? Como se señaló, los componentes principales de un sistema de adquisición de datos (DAQ) son la interfaz de operador, el controlador y la E/S. Estos sistemas solían ser cerrados, pero en nuestros días se están volviendo más abiertos con el fin de satisfacer las demandas de los usuarios finales. Los sistemas abiertos permiten a los usuarios mezclar y combinar componentes de diferentes proveedores, con la seguridad de que funcionarán bien en conjunto. A continuación, enunciaremos algunos de los principales beneficios de los sistemas DAQ abiertos: 1. El componente de mejor rendimiento se puede seleccionar para cada función. 2. Los costos se reducen debido a que muchos proveedores están compitiendo en cada área de componente. 3. Si un proveedor deja de producir un componente, el usuario final puede cambiar a uno que este activo.

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota:

Fecha:

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Los sistemas DAQ cerrados fueron favorecidos por muchos proveedores, debido a que sus usuarios estaban bloqueados, lo que permitió subir los precios, especialmente para repuestos y piezas personalizadas. Sin embargo, los usuarios finales han forzado estos sistemas cerrados y ahora están cosechando los beneficios. Un buen ejemplo de un componente de sistema de adquisición de datos abierto es la serie de Advantech de tarjetas de adquisición de datos de comunicación PCI Express. Estas tarjetas pueden conectarse a cualquier bus compatible y adquirir datos de una amplia variedad de sensores. PCI Express es una interfaz de hardware muy popular que se utiliza en muchas plataformas de computadoras ya que su alta velocidad y rendimiento lo convierten en una opción ideal para muchas aplicaciones de adquisición de datos, pero como vemos, cada vez se requiere tener todo integrado en un solo dispositivo, por lo que los protocolos WiFi, bluetooth, USB, ethernet se estás haciendo cada vez más comunes.

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Tema : Adquisición y Almacenamiento de datos Nota: V.

Fecha:

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CONCLUSIONES

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