8/16/2019 Ensenanza de Circuitos Electronicos Con NI Multisim y NI ELVIS
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NI Academic Days 2013
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Enseñanza de Circuitos Electrónicoscon NI Multisim y NI ELVIS
Ing. Mónica Guarín
Field Sales Engineer
Ing. Luis Martínez
Inside Sales Engineer
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Introducción | Una reseña a la historia del NI ELVIS
• El concepto se obtuvo de la Universidad de California -San Bernardino
• Paul Dixon, Profesor de Física• Pionero en instrumentación virtual en el aula
• La unión de LabVIEW y DAQ le proveían el 90% de su solución
o Necesitaba un conector más apropiado para uso estudiantil, unaprotoboard era lo ideal
o Quería incluir capacidades de instrumentación de laboratorio, comopor ejemplo una fuente de tensión programable
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Introducción | Del concepto a la realidad
• Sistema basado LabVIEW y DAQ
• Protoboard removible
• Instrumentos integrados
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Estaci’on de trabajo NI ELVIS
Computadora Personal
Sistema DAQ
Externo
Software
NI ELVIS II
NI ELVIS II+
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Familia NI ELVIS
NI ELVIS NI ELVIS II NI ELVIS II
12 Instrumentos
PCI/PCMCIA
Integración con Multisim
USB Plug-and-Play
Soporte de DAQmx API
/MAX
Multimetró de 5½ dígitos
Generador de función
senoidal de 5M Hz
Osciloscopio de 100MS/s 1.25MS/s
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NI ELVIS II | Especificaciones de Hardware
Multímetro Digital
Mediciones aisladas Resolución de 5½ dígitos 60 VDC, 20Vrms, 2 ADC, 2
Arms, 100MΩ
Protección interna de
circuitos
Fusibles internos
Generador de funciones
10 bit, ±5V Generador de
funciones senoidal de
0.2 a 5 MHz, triangularo cuadrada de 0.2 Hz a1 MHz
Control manual o porsoftware
Conectores BNC
Conectividad USB
Plug-and-playcapability
USB 2.0
Osciloscopio
Resolución de 16-bit 1.25 MS/s un canal,
500kS/s dos canales,acumulado
1 to 1.5 MHz Bandwidth
1x and 10x probe ±10 V input range AC/DC coupling
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NI ELVIS II+ Hardware | Osciloscopio
Osciloscopio
Velocidad demuestreo 100MS/s
Ancho de Banda
50MHz (-3dB) Resolución 8-bit Voltaje de entrada±20 V max
Filtor contra ruidoopcional de 20MHz
Puntas de prueba de1x y 10x
Conectores BNC
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NI ELVISmx Driver | Especificaciones de Software
• Instrumentos listos para su uso - Soft Front Panels• Instrumentos personalizables
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NI ELVISmx Driver | Especificaciones de Software
• NI LabVIEW Express VIs• NI DAQmx API
• NI LabVIEW SignalExpress
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Diseño de Circuitos con NI ELVIS
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• NI ELVIS
• NI Multisim
•NI LabVIEW
NI ELVIS
| Circuitos
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NI Multisim 12
NI Multisim
Entorno unificado para la
enseñanza de la teoría de
circuitos y diseño a través de la
captura y simulación
• Simulación basada en modelosSPICE
• Simulación Interactiva en modo mixto
• Uso de los instrumentos del NI ELVIS
dentro de Multisim• 20 análisis SPICE
• 22 instrumentos de medición
• Soporte de simulación MCU
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Características específicas de Multisim Academic
• Componentes interactivos• Componentes animados
• Componentes virtuales
• Componentes calificados
• Componentes 3D• Fallas de circuito y restricciones
• Protoboard virtual en 3D
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Instrumentos NI ELVIS dentro de Multisim
3D NI ELVIS – Modelos
3D actualizados para
realizar prototimos en un
ambiente seguro
Esquemático NI ELVIS –
Los íconos del NI ELVIS II
ien el esquemático
acceden a los
instrumentos
Instrumentos NI ELVIS –
Acceder a ellos desde la
barra de herramientas,
además de otros
instrumentos de Multisim
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Teoría y Mediciones
Compare datos simulados y reales usando el mismo
instrumento
Acceda al hardware NI
ELVIS Un solo click en
el selector entre datos
simulados y datos
adquiridos del ELVIS II
NI ELVIS II Compare datos simulados de Multisim
con señales medidas de NI ELVIS II
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Ambiente 3D - NI ELVIS
Ambiente 3D - NI
ELVIS
Ayuda de enseñanza. Legitimar el pin de destino al colocarse en
verde indicando donde la conexión es correcta
Componentes 3D
Completamenteinteractivos: rotar,
ampliar, mover.
Reglas de diseño y
revisión de conexiones
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Enseñanza | Flujo de diseño de circuitos
Paso 1: Captura, Simule ymejore el diseño en NIMultisim
Paso 3: Construya el
circuito y tomemediciones con el NI
ELVIS
Paso 4. Compare datos simulados con datos reales
Paso 2: Pre elabore en la
protoboard virtual del
laboratorio 3D
Paso 5: Personalización y análisis
complejocon NI LabVIEW
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Diseño de Circuitos Digitales con
NI ELVIS y FPGA
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NI ELVIS
| Electrónica Digital - FPGA
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Electrónica Digital - FPGA
Plataforma de desarrollo
de circuitos digitales
basada en el FPGA
Spartan E de Xilinx
• E/S para la enseñanzade conceptos digitalesavanzados
• Conectividad JTAGsobre USB
• 6 Conectores Pmod
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Diseño de Sistemas de Control
con NI ELVIS
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QNET-011 Péndulo
Invertido QNET-012
Entrenador HVAC
QNET-010
Entrenador decontrol de Motor DC
QNET-013 VTOL
QNET-014 Planta de sensores
de mecatrónica
NI ELVIS
| Plantas de Control & Mecatrónica
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NEW in Controls
Actuador VTOL
• Control de vuelo: Despegue yaterrizaje
Sensores de Mecatronica
• Cuándo y Cómo usar sensores
• Caracterización de sensores
Todas incluyen
• VIs específicos
• Temario del curso
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Enseñanza | Control
1. Modelado
2
mmeq
m
K s R J
K
mV m
)( Motor Planta
Angular Velocidad
EntradadeVoltaje
m
mV
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Enseñanza | Control
2. Diseño del sistema de Control – Escoger elmétodo de control y diseñar el controlador
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Enseñanza | Control
3. Simulación – Emplear una aproximación punto a puntopara simular la respuesta del circuito
2
mmeq
m
K s R J
K
s
1
+ _ PID
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Teaching | Control
4. Sintonización y Verificación – Introducir perturbacionessimilares al mundo real, sintonizar y verificar el algoritmo decontrol
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Teaching | Control
5. Despliegue – Implementar la versión final del sistema decontrol
s
1+ _ PID
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NI ELVIS | Plataforma de enseñanza multidisciplinaria
Circuitos Mediciones Control Embedidos Comunicaciones
Electrical, Biomedical,
Mechatronics
Physics, Chemistry,
Bioinstrumentation
Electrical, Mechanical,
Systems
Electrical, Computer Electrical, Computer,
Physics
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Co-Simulación
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Qué es Co-Simulación?
• Es una negociación detiempo entre dossimulaciones: LabVIEW andMultisim
• El resultado es unaevaluación del diseño queincluye todas las dinámicas
del sistema.
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Una aproximación al diseño de potencia
Embed cycle-accurate LabVIEW
simulation with MultisimUse identical LabVIEW FPGA code for control
Simulate with purchasable components
in MultisimSimule con componentes reales en
Multisim
Incluya simulación con Multisim
tilice código idéntico de LabVIEW FPGA
para el control en el sistema real
Construya el circuito en Multisim y
desarrolle la lógica de control en NI
LabVIEW
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Qué se necesita?
• NI LabVIEW 2012 Full o Profesional
• Módulo NI LabVIEW Control Design & Simulation
•
NI Circuit Design Suite 12.0.1o NI LabVIEW-Multisim Co-simulation Plug-in
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