INSTITUTO TECNOLOGICO DE SAN LUIS POTOSI

MATERIA:

Instrumentación Virtual 1

TAREA:

EL ROL DEL HARDWARE:

ESPECIFICACIONES DE LA NI DAQ 6008

ALUMNO:

Álvarez Martínez Renzo Alejandro

MAESTRO:

Alfonso Pérez García

FECHA DE ENTREGA:

02 de Junio del 2008

SAN LUIS POTOSI S. L. P.

Los Nuevos Dispositivos USB de Bajo Costo Proporcionan Adquisición de Datos con Calidad de Medición

Los científicos, técnicos e ingenieros pueden ahora servirse de los sistemas de adquisición de datos con calidad de medición y de las ventajas de la tecnología plug-and-play a un costo más bajo con los nuevas tarjetas de adquisición de datos (DAQ) USB-6008 y USB-6009 de National Instruments. Desde $160 dólares, las nuevas tarjetas DAQ ofrecen conectividad fácil y de pequeño tamaño por lo que son idóneos para operaciones como volcado de datos y de vigilancia del entorno. También son útiles en el ámbito académico y son lo suficientemente económicos para que los puedan comprar los estudiantes para utilizarlos en prácticas de laboratorio. Ambas tarjetas se venden con un software gratuito de volcado de datos preparado para ser ejecutado con el que los ingenieros y estudiantes pueden empezar a tomar medidas en cuestión de minutos.

“No me interesa un sistema de adquisición de datos si sesenta minutos después de abrirlo no puedo estar ya tomando medidas” dice Jim Mayhew, catedrático asociado de ingeniería mecánica en Ros-Hulman Institute of Technology, “A los 30 minutos de abrir la caja de la tarjeta USB DAQ de NI ya estaba tomando medidas”.

Las tarjetas DAQ NI USB-6008 y NI USB-6009 tienen capacidades multifunción con ocho canales de entrada analógica 12 ó 14 bits, dos salidas analógicas, 12 líneas E/S digitales y un contador. Ambos dispositivos funcionan con la corriente del bus USB así que no necesitan una fuente de energía externa para trabajar. Incluyen terminales de tornillo para extraíbles para conectarse por señal directa, una referencia de tensión de abordo para suministrar energía a dispositivos y sensores externos, una capa diseñada en cuatro capas para reducir el ruido y aumentar la precisión, así como para proteger contra sobre tensión en las líneas de entrada analógica de hasta ±35 V. Además del software de volcado de datos listo para instalar, cada tarjeta incluye el software del driver de los servicios de medida NI-DAQmx Base para programar la tarjeta en LabVIEW o C.

National Instruments combina la sencillez del USB con un diseño de bajo costo para ofrecer un sistema de adquisición de datos de medición de alta calidad para aplicaciones en las que la medida automatizada nunca se había utilizado.

Descripciones de señal La mayoría de las señales disponibles en la E / S conector se describen en la Guía del Usuario USB-6008/6009 y especificaciones, documento disponible para su descarga en ni.com / manuales. En la tabla 1 se describen las

señales adicionales a las conexiones I / O de los dispositivos OEM. Nota La señal de +2,5 V no está disponible en el dispositivo OEM USB-6008/6009.

Tabla 1. Descripciones de la señal

Nombre de la señal Referencia Dirección Descripción

VBUS GND Entrada USB Power

D+,D- GND Entrada/Salida USB Líneas de Dato

LED GND Salida Estado del Driver LED

Utilizando el Conector de 34-pines con la tabla de montaje. La tarjeta USB-6008/6009 OEM este dispositivo se puede montar a una placa base para usar el conector de 34-pines, tal y como se muestra en la Figura 4 y Figura 5.

Figura 4. Montaje usando el conector de 34-Pines

1 Junta para montaje 4 USB-6008/6009 dispositivo OEM

2 Conector de 34-Pines 5 Montaje de enfrentamiento3 Tornillos de montaje

Nota Consulte la sección Componentes del dispositivo para obtener más información acerca del montaje de componentes.

Figura 5. Dispositivos montados en la tarjeta madre USB

Conexión a USB

Usted puede usar el conector USB en el dispositivo OEM USB-6008/6009 conectándolo a otro puerto USB. En este caso, deje las señales D + y D- (en el conector de 34-pines) y VBUS sin conexión. Si son necesarios +5 V, la fuente puede ser extraída desde el conector de 34-pines. También puede utilizar un conector USB en su placa base para conectar el USB-6008/6009 OEM a otro dispositivo USB a través del conector de 34-pines. En este caso, no se conecta al USB del dispositivo USB-6008/6009 OEM.

Usando el LED de estado del driver

El LED indica la señal de estado del dispositivo, tal como se describe en la tabla 2. Una vez conectado el LED da señal. Para aplicaciones que utilicen un LED conecte una resistencia de 4.7kΩ desde la señal +5 V.

Tabla 2.Estado del Dispositivo/Señal de comportamiento LEDEstado del Dispositivo Señal de comportamiento LED

Dispositivo USB enumerado, configurado y no suspendido

Onda cuadrada con frecuencia de 2Hz

Dispositivo USB no enumerado, no configurado, o suspendido

No hay señal (arranque)

Dos posibles usos de los LED de señal son los siguientes: • Para dar una indicación visual de que el dispositivo está activo. • Para conducir un circuito temporizador de vigilancia que supervisa el estado del dispositivo.

Características eléctricas Tabla 3. Se enlistan las características eléctricas del LED.

Tabla 3. Características EléctricasParámetro Condiciones Min Typ Max

Voltaje de salida bajo del LED

Iol=8.5mAIol=10µAIol=25mA

---

--

1.0V

0.6V0.1V

-

Introducción El NI USB-6008/6009 proporciona la conexión a ocho canales de entradas analógica (AI), dos canales de salida analógica (AO), 12 canales de entrada / salida digital (DIO), y un contador de 32 bits con velocidad completa e interfaz USB.

Nota Este manual contiene actualizaciones de convenciones de nombres para tener en cuenta las convenciones utilizadas en NI-DAQmx. En la Tabla 1.1 se observa la correlación entre los antiguos y las actualizaciones.

Tabla 1.1 Salida digital del conductor Nombrando el tipo de convenciones Funcionalidad del Hardware Terminología NI-DAQmx

Abierto-Drenado Colector abiertoPush-pull Drive Activo

Tabla 2. Diferencias entre la NI USB-6008 y NI USB-6009Condiciones NI USB-6008 NI USB-6008

Resolución AI 12 bits diferenc1ales11 bits de una sola terminal

14 bits diferenc1ales13 bits de una sola terminal

Rango Máximo de muestreo AI, un canal.

10 kS/s 48 kS/s

Rango Máximo de muestreo AI, múltiples canales (Agregados).

10 kS/s 48 kS/s

Configuración DIO Colector abierto Colector abierto o conductor activo

NI USB-6008/6009 Vista frontal

NI USB-6008/6009 Vista trasera

Ilustración de las dimensiones del dispositivo NI USB-6008/6009.

NI USB-6008/6009 en Milímetros (pulgadas)

Directrices de seguridad

Precaución Operar la NI USB-6008/6009 sólo como se describe en estas instrucciones de funcionamiento.

La siguiente sección contiene información de seguridad importante que usted debe seguir cuando instale y utilice de la NI USB-6008/6009.

Precaución No utilice la NI USB-6008/6009 de un modo que no se especifique en este documento. El mal uso del dispositivo puede convertirse en un peligro potencial. Puede comprometer la seguridad y protección incorporada en el dispositivo cuando el dispositivo esté dañado de alguna manera. Si el dispositivo es dañado, póngase en contacto con National Instruments para su reparación.

Precaución No sustituya o modifique el dispositivo, excepto como se describe en este documento. Utilice el dispositivo sólo con el chasis, módulos, accesorios, y cables como se especifica en las instrucciones de instalación. Usted debe tener todas las cubiertas y paneles de relleno instalado durante el funcionamiento del dispositivo.

Precaución No utilice el dispositivo en una atmósfera explosiva o donde puede haber gases inflamables o vapores. Si tiene que operar el dispositivo en ese entorno, debe estar en un recinto debidamente ventilado. Si es necesario limpiar el dispositivo, utilice un paño seco. Asegúrese de que el dispositivo está completamente seco y libre de contaminantes, antes de regresar al servicio. Haga funcionar el dispositivo sólo en o por debajo del Grado de Contaminación 2. La contaminación puede estar en estado sólido, líquido o estado gaseoso y puede reducir la rigidez dieléctrica o resistividad de la superficie. La siguiente es una descripción de los grados de contaminación: • Grado de Contaminación 1 significa no sólo la contaminación en seco, la contaminación puede producir la no conducción. La contaminación no tiene ninguna influencia. • Grado de Contaminación 2 significa que la contaminación de no conducción se produce en la mayoría de los casos. De vez en cuando, sin embargo, temporalmente causa condensación. • Grado de Contaminación 3 significa que la contaminación se produce en seco, se produce la contaminación y se convierte en conductora debido a la condensación. Usted debe aislar las conexiones de señal para la tensión máxima para que el dispositivo este valorado. No exceda el rango máximo del dispositivo. No hacer instalaciones de cableado, mientras que el dispositivo es usado con señales eléctricas. No eliminar o añadir bloques de conector de energía cuando está conectado al sistema. Evite el contacto entre su cuerpo y el bloque conector de señal puede calentar los módulos. Remover la fuente de poder desde la señal de la línea antes de conectar a ellos o de desconectar el dispositivo.

Haga funcionar el dispositivo al mismo nivel o por debajo de la medición Categoría I. Los circuitos de medición están sometidas a trabajar con voltajes y transitorios (sobre tensión) de los circuitos a los que estén conectados durante la medición o prueba. Establecer categorías de medición estándar de impulso soportar niveles de voltaje que se producen comúnmente en distribución de energía eléctrica de sistemas.

MUX

El NI USB-6008/6009 tiene un convertidor analógico-digital (ADC). El multiplexor (MUX) routea un canal de entrada analógica (AI) en un tiempo de la PGA.

PGA

La ganancia- programable de entrada del amplificador proporciona ganancias de 1, 2, 4, 5, 8, 10, 16, o 20 cuando se configura para las mediciones en modo diferencial y cuando se configura para una ganancia de 1 para mediciones de una sola terminal. La ganancia PGA se calcula automáticamente sobre la base del rango de voltaje seleccionado en la medición aplicada.

Convertidor A / D El convertidor analógico-digital (ADC) digitaliza la señal de entrada analógica (AI) convirtiendo el voltaje analógico en un código digital.

AI FIFO El NI USB-6008/6009 puede realizar tanto una y múltiples conversiones A/D de un fijo o infinito número de muestras. La primera-entrada-primera-salida (FIFO) tiene un buffer de adquisición de datos AI para garantizar que no se pierden datos.

Modos de entrada analógica

Puede configurar los canales de AI en la NI USB-6008/6009 a tomar una sola terminal o diferencial de las mediciones. Consulte la Tabla 6 para más información acerca de I / O conexiones para una sola terminal o diferencial mediciones.

Tabla 6. Descripciones de señalNombre de la señal Referencias Direcciones Descripción

GND - - Tierra-El punto de referencia para

una sola terminal de mediciones de AI, la corriente regresa al

punto para el modo de medición diferencial,

voltajes AO, las señales digitales del conector

I/O, fuente de +5 VDC, y la referencia +2,5

VDC.AI(0..7) Variable Entrada Entrada Analógica 0 a

7- Para una sola terminal de medición, cada señal es un canal de entrada analógica de voltaje. Para las mediciones diferenciales, AI 0 y AI 4 son las entradas positiva y negativa del canal analógico 0 de entrada diferencial. Los siguientes pares de señales de los canales de entrada también son en forma diferencial: <AI 1, AI 5>, <AI 2, AI 6>, y <AI 3, AI 7>.

AO 0 GND Salida Canal 0 de Salida Analógica—Es la

fuente de voltaje de salida AO del canal 0

AO 1 GND Salida Canal 1 de Salida Analógica—Es la

fuente de voltaje de salida AO del canal 1

P1.(0..3)P0.(0..7)

GND Entrada o Salida Señal digital I/O- Puede configurar individualmente cada

señal como una entrada o una salida.

+2.5 V GND Salida +2.5 V Referencia Externa -Proporciona una referencia para la prueba wrap-back.

+5 v GND Salida Fuente de +5 V- Proporciona un voltaje de +5 V a 200mA.

FPI 0 GND Entrada FPI 0- Este pin se puede configurar como digital o desencadenar un evento contador de entrada.

Conexión de señales de tensión diferencial

Para señales diferenciales, conecte el positivo de la señal a las terminales AI+, y la negativa a las terminales AI-.

Figura 8. Conexión de una señal de tensión diferencial.

El modo de entrada diferencial puede medir señales de ± 20 V en el rango de ± 20 V. Sin embargo, la tensión máxima en un pin es de ± 10 V con respecto a GND. Por ejemplo, si la IA 1 es +10 V y AI5 es de -10 V, entonces regresara una medición del dispositivo de +20 V.

Digital Trigger Cuando una tarea AI se define, puede configurar PFI 0 como un disparador digital de entrada. Cuando el disparador digital está activado, la tarea de la AI espera un aumento o caída de rizo a PIF 0 antes de comenzar la adquisición. Para utilizar ai/Inicio Trigger con una fuente digital, PIF 0 especifica la fuente y selecciona el aumento o descenso.

Salida analógica

El NI USB-6008/6009 tiene dos canales independientes AO que puede generar salidas desde 0-5 V. Todas las actualizaciones de las líneas AO son determinadas por software.

Salida analógica de circuitos

Figura 12 ilustra los circuitos de salida analógica para el NI USB-6008/6009.

Figura 12. Salida analógica de circuitos

DACs

Convertidor Digital-análogo (DACs) convierte los códigos digital a voltajes analógicos. Conexión de salida analógica de cargas

Para conectar cargas a la NI USB-6008/6009, conecte el positivo de la carga a la terminal AO, y conectar la tierra de la carga a la terminal GND.

Figura 13. Conexión de una carga.

Digital I / O

La NI USB-6008/6009 cuenta con 12 líneas digitales, P0.<0..7> y P1.<0..3>, que comprenden los puertos DIO. GND es la tierra señal de referencia para el puerto DIO. Puede programar todas las líneas individualmente como entradas o salidas.

Circuitos Digitales I/O

La figura 14 muestra P0. <0...7> por ejemplo, señales configuradas como entradas digitales y salidas digitales. Puede configurar P1. <0...3> de manera similar.

Figura 14. Ejemplo de conectar una carga

1 P0.0 configurado como un colector abierto salida digital de un LED. 2 P0.2 configurado como una unidad activa la salida digital de un LED. 3 P0.4 configurado como una entrada digital de recibir una señal TTL de un acceso controlado inversor. 4 P0.7 configurado como una entrada digital de recibir 0 V ó 5 V señal de un interruptor.

EspecificacionesSiguiendo las especificaciones típicas a 25 °C.

Entradas analogicas

Conversor de tipo........................................ aproximación sucesiva.Entradas analógicas.......................................... 8 una sola terminal, 4 diferencial, seleccionable por software

Entrada de resolución

NI USB-6008................................... 12 bits diferencial, 11 bits de una sola terminal NI USB-6009................................... 14 bits diferencial, 13 bits de una sola terminal

Max velocidad de muestreo (agregado)

NI USB-6008...................................10 kS/s

NI USB-6009...................................48 kS/s

AI FIFO ..................................................512 bytes

Tiempo de resolución ...................................41.67 ns (24 MHz tiempo)

Tiempo de precisión..................................... 100 ppm de frecuencia de muestreo real Rango de entrada

Una sola terminal ................................... ±10 V

Diferencial...................................... ±20 V1, ±10 V, ±5 V, ±4 V, ±2.5 V, ±2 V, ±1.25 V, ±1 V

Voltaje de trabajo..................................... ±10 V

Impedancia de entrada..................................... 144 kΩ

Proteccion de sobretension........................... ±35

Desencadenamiento de fuente........................................ Software o desencadenamiento digital externo

Sistema noiseUna sola terminal

Rango de ±10 V............................. 5 mVrms

Diferencial±20 V range............................. 5 mVrms±1 V range ............................... 0.5 mVrms

Salidas analógicas

Salidas Analógicas........................................2

Resolución de salida....................................12 bits

Máxima frecuencia de actualización.............................150 Hz, software-timed

Rango de salida...........................................0 to +5 V

Impedancia de salida...................................50 Ω

Corriente de salida................................5 mA

Potencia de estado........................................0 V

Slew rate.................................................1 V/s

Corriente de corto circuito................................50 mA

Precisión absoluta (sin carga)................... 7 mV típico, 36,4 mV máxima a plena escala

Digital I / O

P0. <0..7> ......................................... 8 líneas P1. <0..3> ......................................... 4 líneas Dirección de control..................................... Cada canal individual programable como entrada o salida

Tipo de driver de salida NI USB-6008................................... Colector abierto (open-drain)

NI USB-6009................................... Cada canal individual programable como activa la unidad (push-pull) o colector abierto (open-drain)

Compatibilidad......................................... TTL, LVTTL, CMOS

Máximo rango de voltaje absoluto......... -0,5 A 5,8 V con respecto a GND Pull-up a 5 V resistencia....................................... 4,7 kΩ

Potencia en estado........................................ Entrada Digital niveles lógicos

Tensión exterior

+5 V de salida (200 mA como máximo).......... +5 V típica, mínimo +4,85 V

+2,5 V de salida (1 mA como máximo)........... +2,5 V típico

+2,5 V exactitud..................................... 0.25% Max

Temperatura de referencia deriva................... 50 ppm/°C max Contra

Número de contadores................................ 1

Resolución.............................................. 32 bits

Contador de mediciones........................... Edge contando (la caída de punta) Contra dirección.................................... Contador ascendente Pull-up a 5 V Resistencia ....................................... 4,7 kΩ Máxima frecuencia de entrada..................... 5 MHz

Mínimo de alto ancho de pulso.................... 100 ns

Mínimo bajo ancho de pulso...................... 100 ns

Entrada de alta tensión................................... 2,0 V

De entrada de bajo voltaje.................................... 0,8 V

Interfaz de bus

Especificación USB……………………………. USB 2,0 USB de velocidad completa

Velocidad de bus USB........................................ 12 Mb/s

Requerimientos de alimentación

USB 4.10 a 5.25 VCC............................. 80 mA típica, 500 mA máx

USB suspender................................... 300 µA tipico, 500 µA max