LabView를 이용한 DAQ 시스템 구성

소개글

LabView를 이용한 DAQ 시스템 구성 에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 이론

4. 실험기구

5. 실험내용 및 방법

6. 실험결과

7. 고찰

본문내용

한다. 장비 뒤쪽에 있는 on스위치를 누른다. 연결 후 System power 에 노란색 LED를 통해서 제대로 연결 이 되었는지를 확인한다.
Step 2
다음으로 Bread Board에 있는Analog input signal 와 Function Generator를 확인한다.
Step 3
와이어를 가지고 AI(Analog Input) 부분에 ACH0+ Channel 에 연결한다.
Step 4
와이어의 다른한쪽을 가지고 Function Generator 부분에 Function out 에 연결한다.
Step 5
이상으로 하드웨어 설정 및 케이블링이 끝났으면, PC의 바탕화면에 서 National Instrument Lab View 7.0 아이콘을 찾아 더블 클릭하여 프로그램을 실행한다.
Step 6
새 창에서 Function Generator에서부터 출력되는 신호를 Waveform Graph를 통해 확인하기 위하여 Front Panel 및 Block diagram을 프로그래밍한다.
Step 7
프로그래밍 작업이 완료되었으면 상단의 Run버튼을 누르 고 Waveform Graph를 통하여 출력되는 펄 스를 확인한다.
6. 실험결과
① 블록 다이어그램 구성도
② Front panel
- 사인파
- 삼각파
- 사각파
③ 엑셀과 매틀랩을 사용한 데이터 값 그래프
- 사인파
- 삼각파
- 사각파
7. 고찰
- 이번 실험은 Labview 프로그램을 이용하는 두 개의 실험중 첫 번째 실험인 DAQ 시스템의 구성이었다. 지난학기에 계측 과목을 들었을때도 사용해보았던 프로그램이지만 오랜만에 사용하려니 상당히 헷갈렸다. 조교님의 도움을 받아 블록 다이어그램을 구성하고 프론트 패널까지 구성시킨 후 실험을 시작하였는데 참 참으로 편리한 프로그램이라는 생각이 들었다.
컴퓨터 한 대와 프로그램만 있으면 함수를 발생시키고 오실로스코프의 그래프까지 그려주니 말이다.
한편 실험결과를 보며 회로의 논리흐름을 생각해보면 처음에 device와 channel을 이용하여 PCI 6014카드를 인식하고 BNC-2120 Block과 같은 채널을 설정한다. knob은 그래프의 영점조정 및 x,y축의 크기 변환을 위해 생성시키고 scope 아이콘을 통해 들어온 wave form 형식의 데이터는 scope graph를 통해 프론트 패널에 graph가 그려지게 된다. 수치 데이터로로 결과값을 확인하기 위하여 wave form 형식의 데이터를 수치 데이터로 바꿔주는 역할을 build table이 하고 있으며 이것에 연결된 Write Labview Measurement과 table아이콘은 각각 데이터를 파일로 기록하고 프론트패널에 table로 보여주는 역할을 한다. 그리고 전체적인 회로도가 while loop안에 있으므로 계속해서 데이터를 BNC-2120 Block로부터 입력받아 그래프와 테이블의 값을 모니터에 나타내준다. FFT값을 보면 사인파의 경우는 500Hz위치에서 한번만 altitude의 값이 생기지만 사각파를 보면 500Hz뿐만 아니라 1500Hz, 2500Hz등등에서도 계속 나타나는데 이렇게 나온 이유는 사각파가 무수히 많은 사인파의 합이라는 점을 생각해보면 쉽게 이해가 된다. 엑셀과 매틀랩을 이용하여 그린 그래프의 모습은 그런대로 잘 나온 것 같아 만족스럽다. 허나 매틀랩으로 그래프를 그릴때 고생을 좀 했는데 매틀랩을 사용하는데 능숙하지가 않아 데이터를 입력할 때 세미콜론을 이용하여 하나하나 모든 데이터값에 적용하는 단순무식한 방법을 썼더니 시간이 꽤 오래 걸렸다.
아무튼 실험도 비교적 간단하였고 결과도 괜찮게 나온듯하여 기분이 좋았으나 바로 이어서 DC모터의 회전수 제어 실험을 해야했던 관계로 피로감이 밀려드는걸 느낄수 있었다.
※ Fast Fourier Transform( FFT )
Fourier Transform 은 어떤 주기적인 시간 함수( x(t) )도 주파수 0 부터 시작하여 base frequency (fo = 1/T)의 정수배에 해당하는 주파수로 이루어진 sin 과 cos 함수의 무한합과 같다는 개념에서 부터 출발한다. (where T is the period of x(t) )
주기적인 시간함수의 fourier series 는 다음과 같은 형태로 나타난다.
이 식을 수학적 계산을 통하여 다음과 같이 간단히 나타낼 수 있다.
위와 같은 fourier series는 주기적인 시간함수의 주파수 정보는 얻을수 있지만, 모든 신호가 주기적이지만은 않다는 것이다. 따라서 주기적이지 않은 신호에서 주파수 정보를 얻기위해 사람들은 fourier series 를 응용하기 시작했다.
그래서 나온것이 Fourier integral 이다. 주기적인 함수를 비주기적인 함수로 변환하는 방법으로 주기를 무한대(infinite)로 보낸다는 것이다. 즉 T 가 무한대가 되면 그 함수는 반복적인 형태가 나올수가 없다는 것이다. 따라서 비주기적인 함수가 되는것이다. 이를 이용하면 fourier series는 다음과 같이 표현 된다.
이는 각각 Fourier Transform pair 라고 하고, 위 식은 Inverse Fourier Transform
이고 아래식은 Fourier Transform or Fourier Intergral 이라고 한다.
따라서 Fourier series 와 Fourier Transform과의 가장 큰 차이점은 적용하는 함수 형태가 다르다는 것이다.
Fourier series 는 주기적인 함수에 Fourier Transform 은 비 주기적인 함수에 적용하는 것이다. 그래서 Fourier series 는 연속(continuous) , 주기적인 시간함수
(periodic time-domain function)을 discrete frequency 에의 주파수 함수로 변환하고 Fourier Transform 은 연속적인 시간함수를 연속 주파수 함수로 변환한다.
다음 그림은 이 둘의 성격을 잘 나타내준다.
※ 참고문헌 및 사이트
http://dionyou.tistory.com/
http://snowall.tistory.com/454
http://www.rfdh.com/bas_com/1-3.htm

키워드

기계,   공학,   실험,   계측,   Labview,   Daq시스템