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INNOTEMS - Lab VIEW 기반 제어. 계측 전문회사

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基于IoT的工程平台

Mechanical Engineering Education - INNO-MEDU200

使用多种传感器 (Strain Gauge, Temperature, Pressure, Motor) 以National Instruments的硬件/软件为基础的研究用&教学用开发KIT。

Button 0, WIFI Button, Digital I/O, Analog I/O, 3.3V, 5V, Pressure, Motor, Bread Board, Temperature, Strain Gauge, DC Power 12V, USB Slave Port, USB Host Port, Status LCD, Audio I/O

INNO-MEDU200

产品结构

  • 传感器 SENSOR

    • Strain gauge
    • Temperature
    • Pressure
    • Motor
  • 硬件 HARDWARE

    • NI myRIO
    • LCD Display Module
    • Bread Board
    • Analog signal processing circuit
  • 软件 SOFTWARE

    • NI LabVIEW (Option 选项)
    • NI Multisim (Option 选项)

IINNO-MEDU200 IINNO-MEDU200

产品特征

  • 可进行实验和测试的教学用KIT
  • 提供讲义学习教材
  • 提供用户开发软件源代码
  • 通过提供的电路让用户直接对硬件进行设计
  • 使用NI myRIO的FPGA/Real-Time应用开发
  • 有/无线方式的数据传输
  • 能与平板电脑或手机装置链接

产品优势

  • 可用+12V单一电源驱动
  • 基NI myRIO软件系统的多样化应用
  • 使用机械信号测量专用电缆和传感器
  • 通过图形化LCD显示状态

INNO-MEDU200 产品规格

  • 内置LCD显示器
  • 4个传感器借口(Strain Gauge, Temperature, Pressure, Motor)
  • Analog Input – 6ea
    • (500 KS/s, 12bits, A/B : 0~5V, C : +-10V)
  • Analog Output – 6ea
    • (345 KS/s, 12bits, A/B : 0~5V, C : +-10V)
  • Digital I/O – 32ea
    • SPI : 4MHz, PWM : 100kHz, I2C : 400kHz
    • Quadrature encoder input : 100kHz
  • WIFI (IEEE 802.11 b,g,n / ISM 2.4 Ghz)
  • User Button
  • USB 2.0 Hi-Speed
  • Uart Lines (Max baud rate : 230,400 bps)
  • Xilinx Z-7010, 667MHz, FPGA
  • Dual Core ARM® Cortex™-A9 Processor
  • 支持LabVIEW或C语言编程

机械性信号测量所需要的基础传感器

  • 应变式传感器

    • 尽管应力测量的方法有很多,但使用最普遍的还是用应变仪进行测量。应变仪是随着设备应力大小变化电阻也发生相应变化的装置。使用最广泛的是金属结合应变仪。
    • 应变仪能够感知测量到微弱的电阻变化,因此为了精确的测量需要正确的选择电桥、信号状态、联结、数据收集成分等。

    Strain Gauge Sensor 관련 이미지

温度传感器 (RTD, Thermistor)

  • 电阻测温器(RTD)能根据温度的变化电阻也发生变化,最高能够测量到850°C。一般情况在镀有铂金电阻(0°C时100Ω)的RTD是通过在塑料薄膜上镀一层铂金来隔开RTD让电流通过产生电压,再由测量的电压进而可以得到电阻和温度。
  • 电热调节器(Thermistor)和RTD一样是随着温度的变化电阻也发生相应变化的热敏半导体。电热调节器是由玻璃纤维或环氧树脂包裹的金属氧化物半导体(MOS)构成。且比RTD拥有更高的电阻能够测量更微弱的电流。

Temperature Sensor (RTD, Thermistor) 관련 이미지

压力传感器

  • 压力测量时首先要确定测量条件、范围和测量物质,根据测量对象的不同压力传感器的设计也有着千差万别。
  • 正常状态下压力传感器的指针处于中间位置,当压力发生变化时压力传感器的指针随电压或电流的变化而变化
  • 与此同样方式的压力传感器最流行的是应变计转换器、可变空间转换器、压电转换器三种。
  • Gauge pressure 标准压强
  • Absolute pressure 绝对压强
  • Differential pressure 相对压强

马达

  • 根据马达的电源、驱动方式、控制方式、输出特性的不同,马达的种类划分也不同。像这样通过控制输入电压来控制马达的转速的方法大致可分为两种。
  • 电阻控制法:在马达和电源间加入精确的调节变压器来控制向马达提供的电压。
  • 脉冲控制法:通过向马达提供脉冲来控制转速,能达到更有效的控制。

Motor

INNO-MEDU200工具包

NI LabVIEW

NI LabVIEW是工程师们从设计到测试的进行,从小型系统到大型系统扩充的图形化程序平台。基于LabVIEW可以将遗产软件、IP及硬件完美的结合,转变为最新的计算机技术。通过LabVIEW可以更加有效迅速的解决现在所遇到的各种问题,并且能够实现对未来技术的革新。

NI FPGA Module

使用能够进行再编程的硅芯片预先构建逻辑电路及可编程路由资源,让用户不使用电路板或烙铁也能安装硬件构造芯片。

FPGA Source of INNO-MDEDU200 by NI LabVIEW 使用NI LabVIEW的INNO-MEDU100的FPGA源

NI Multisim

使用简洁的操作界面直观的捕获环境和产业标准的SPICE模拟,Multisim软件能够快速的设计和检测PCB。

  • NI的高级捕获、模拟、和电路设计环境
  • 检测电路运行的24个高级分析和22个虚拟仪器的综合集成
  • 16,000个以上的元件和具有模拟方式的综合数据库
  • 与高级LabVIEW合并实现设计时实际测量和定性分析
  • 支持变量设置和预览电子表格等高级管理工具
  • 兼容Ultiboard布局,构建完美的设计平台
  • Circuit design by Multisim 利用Multisim的电路设计
  • Circuit implementation 电路构造

INNO-MEDU200系统学习效果

INNO-MEDU100使用机械工学领域最基础的传感器,从传感器的灵活运用到硬件、软件的设计开发,让学习者去体验一个项目的开发过程。

Learning effect of INNO-MEDU200

对工学传感器的理解

通过直接使用在机械领域的基本传感器(Strain Gauge, Temperature, Pressure, Motor)测量机械信号,来对相关传感器有更深入的理解。

Comprehension of Mechanical Sensor

通过电路设计的信号处理

通过传感器获得的信号用NI Multisim的放大电路、滤波电路进行设计和模拟,通过直接制作模拟信号处理的硬件能熟悉对信号处理的过程和对电路设计基本概念的学习。

Signal Conditioning by Circuit design

基于LabVIEW的软件设计

INNO-MEDU200通过使用小型NI myRIO来测量信号,且通过LabVIEW直接编程开发软件来进行信号分析和系统构造。

Software design by LabVIEW 1 Software design by LabVIEW 2 Software design by LabVIEW 3

通过电脑、平板电脑、手机等移动设备对系统的灵活使用

一个完整的系统是能通过一般台式电脑、笔记本或平板电脑以无线通信的方式进行连接,且能通过显示器来操作开发特殊用系统。

Utilization  with PC or Tablet PC/Smart phone

为了提高学习和教育效率,提供教材

  • 为了更好的了解产品的基本知识或源代码将出售灵活使用系统的相关教材
  • 提供传感器必须的电路图,以及为LabVIEW软件开发用户提供软件开发工具包(SDK)