DT-EL003

Sistema de Estudo nas Áreas de Eletrônica, Eletrônica Industrial e Telecomunicações, com Equipamentos National Instruments, NI LabVIEW e NI Multisim


 
 

Objetivos

Apresentar aos alunos do curso os fundamentos da eletrônica linear, digital, controle de processos e telecomunicações, utilizando a plataforma da NATIONAL INSTRUMENTS

Descrição

  • Bastidor com conjunto de placas eletrônicas compatíveis com a Suite Experimental.
  • Conjunto de componentes eletronicos que permite montar e verificar circuitos de eletrônica básica.
  • Instrumentos Virtuais desenvolvidos com LabVIEW e utilizados para medições especializadas.
  • Multisim software de simulação de circuitos.


Principais funções do sistema: 

  • Laboratório Integrado incluindo fonte de alimentação e instrumentos de medição
  • Análise teórica do projeto eletrônico
  • Simulação de circuitos eletrônicos com Multisim
  • Verificação e comparação dos sinais simulados com os sinais reais aquisitados pelo Multisim
  • Uso de instrumentos virtuais (VIs) baseados no LabVIEW
  • Possibilidade de modificação do código das aplicações em LabVIEW para se adaptar às necessidades do professor ou aos requisitos do programa de estudo
  • Exercícios com o uso de componentes eletrônicos, dispositivos e circuitos de correspondentes à realidade industrial, uma plataforma ideal para a compreensão da teoria
  • Variação dos parâmetros do circuito, controlados manualmente ou por PC, para uma aprendizagem indutiva
  • Inserção de falhas nos circuitos e resolução de problemas

O sistema permite o ensino e prática dos seguintes temas:

  1. Eletrônica Digital
  2. Circuitos Combinacionais
  3. Circuitos sequenciais
  4. Lógica avançada e aplicações

Infraestrututra


Bastidor Experimental Principal

O sistema permite executar testes em eletrônica básica, e consiste em:

  • Base multifuncional, incluindo fonte de alimentação multitensão, sistema de aquisição e controle e interface de dados para a placa de teste
  • Uma placa de prototipagem a ser inserida na base multifuncional
  • Um conjunto de componentes que possibilitam ao estudante montar circuitos básicos e elementares para estudo de eletrônica
  • Software: LabView, Multisim e NI ELVISmx (incluindo 12 instrumentos virtuais), tudo completamente integrado entre si.

Este sistema é completo pois permite aos estudantes cobrir uma sequência educacional através dos seguintes tópicos:

  • Análise teórica do tópico examinado
  • Desenho do diagrama elétrico do circuito 
  • Simulação do circuito eletrônico
  • Montagem prática do circuito eletrônico analisado e simulado
  • Teste dos circuitos montados com verificação instrumental usando instrumentos virtuais (VIs)
  • Comparação entre sinais reais e simulados, com importação das medidas reais no diagrama elétrico

Base Multifuncional

A base multifuncional é o suporte onde as placas de prototipagem ou experimentos devem ser inseridas. A interface de dados permite a alimentação das placas e a troca de sinais de aquisição e controle entre a base e a placa de experimentos, sem necessidade de nenhum cabeamento. A ausência de fios reduz os tempos de inicio dos exercícios, além de eliminar qualquer possibilidade de erro por parte dos alunos.

Placas Experimentais

A placa experimental opcional é inserida na base multifuncional e permite o estudo de eletrônica avançada. A placa é alimentada belo bastidor e permite o envio de sinais analógicos e digitais do circuito estudado.

O uso integrado de instrumentos virtuais disponíveis permite a verificação dos sinais presentes. Com o software MultiSIM, podem-se simular diferentes partes do circuito da placa, comparando os sinais simulados com os reais. 


Proto-board

A placa de prototipagem é inserida na base multifuncional e pode ser usada para montagem de circuitos eletrônicos. Ela permite enviar e receber os sinais analógicos e digitais disponíveis no circuito, comunicando-se com a interface de dados da base multifuncional.

Ela representa a interface do circuito com o sistema de controle e aquisição.

Conjunto de Componentes

Este conjunto inclui diferentes componentes ativos e passivos de tecnologia PTH, que permitem montar diferentes circuitos eletrônicos usando a proto-board. O conjunto também é equipado com diagramas elétricos de exemplos de circuito para execução imediata de exercícios práticos. 

Quando combinado com os instrumentos virtuais disponíveis, permite executar a verificação experimental dos sinais disponíveis.

A simulação do circuito montado, por Multisim, permite comparar sinais simulados e reais.

LABVIEW

O software LabView possibilita o projeto gráfico de um sistema real de medidas que permite:
Adquirir e processar o sinal desejado
Exibir a medida, e Armazenar os dados adquiridos

A base multifuncional é o sistema de aquisição e controle usado pelo software LabView.

Todas as placas experimentais são dotadas de código desenvolvido com LabView, que permite medidas especializadas, não incluídas nos 12 instrumentos virtuais. Os professores podem modificar cada código para compreender seu projeto e operação usando LabView.

Eles também podem projetar novos instrumentos virtuais e verificá-los com os sinais reais disponíveis nas placas experimental e de prototipagem.  Usando a função Highlight Execution, é exibida a animação do diagrama de blocos. A transferência de dados entre os nodos é representada como bolhas movendo-se ao longo de fios. 

Além disso, o LabView é completamente integrado com os instrumentos virtuais que adquirem os dados reais. Esses mesmos instrumentos virtuais podem ser usados no código desenvolvido, e assim uma medida real pode ser tomada.


MULTISIM

Instrumentos Virtuais (VIs)

O software Multisim permite projetar e simular circuitos eletrônicos.

Todas as placas experimentais têm seções de circuito que podem ser projetadas e simuladas com Multisim. 

Além disso, o Multisim é completamente integrado aos instrumentos virtuais disponíveis, que fazem a aquisição dos dados reais.

Esses mesmo instrumentos virtuais podem ser usados no diagrama elétrico desenvolvido, e assim uma medida real pode ser tomada.

Desse modo, é possível comparar a medida real àquela simulada no diagrama elétrico, e verificar se os resultados obtidos correspondem à simulação.

Essa opção é possível através do uso de seções de circuito das placas experimentais já operacionais e prontas, ou pela montagem do circuito desejado na proto-board. No último caso, é possível verificar que a montagem do circuito assegura os mesmo resultados da simulação executada no diagrama elétrico.

Doze instrumentos virtuais são acessíveis via software, no menu Soft-Front-Panel (SFP) de tipo barra de ferramentas do software ELVISmx.

Cada instrumento virtual está pronto para ser usado, sem nenhum conhecimento de programação necessário.

É preciso apenas:

  1. Inserir a placa desejada na base multifuncional
  2. Conectar ao PC via USB e alimentar a base multifuncional
  3. Iniciar o programa SFP
  4. Selecionar o instrumento virtual desejado
  5. Efetuar o enrolamento ou a configuração descrita na Ajuda disponível e executar a medida necessária

Os instrumentos virtuais necessários são indicados abaixo:

  1. Multímetro digital (DMM)
  2. Osciloscópio (Scope)
  3. Gerador de funções (FGEN)
  4. Fonte dual variável (Vps)
  5. Analisador de Bode (Bode)
  6.  Analisador de sinal dinâmico (DSA)
  7. Gerador de funções arbitrárias (ARB)
  8. Leitor digital (DigIn)
  9. Escritor digital (DigOut)
  10. Analisador de impedância (Imped)
  11. Analisador de corrente-tensão (dois-fios)
  12. Analisador de corrente-tensão (três-fios)

Componentes do Sistema


DT-EL003.01

Placa Experimental de Modulação Digital

Esta placa permite a análise teórica e a experimentação prática dos blocos funcionais de transmissores e receptores usados em modulações digitais: ASK, FSK, PSK, QPSK e QAM.

DT-EL003.02

Placa Experimental em Optoeletrônica

Esta placa permite a análise teórica e a experimentação prática dos blocos funcionais de transmissores e receptores que usam fibras ópticas para transmissão digital e analógica.


DT-EL003.03

Placa Experimental de Controle de Velocidade e Posição

Esta placa permite a análise teórica e a experimentação prática em acionamento elétrico para motores DC.

Esse controle automático é muito versátil e é largamente usado em aplicações industriais, pois é usado para controle de velocidade e posição angular.

A placa foi projetada para dar aos estudantes e técnicos um conhecimento de alto nível sobre controle de motor DC.

DT-EL003.04

Fonte de Alimentação Compacta 
Ref. DT-EL003.04-A

Fornece a tensão DC necessária à alimentação dos módulos experimentais. Usa um cabo padrão para interconexão com o módulo experimental, para evitar quaisquer conexões erradas da fonte.

Kit de Terminação de Fibra Óptica
Ref. DT-EL003.04-B

Este kit é um acessório da placa DT-EL003.02. Ele inclui todas as ferramentas necessárias para aplicar os conectores à fibra óptica usada nos exercícios. Estão incluídos conectores descartáveis (de um uso) e conectores reutilizáveis, para utilização nos exercícios de verificação do desempenho da fibra em função de seu comprimento.