Rapport IIE. Introduction à l'instrumentation Electronique. Licence Informatique Semestre 5 Automne 2011

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1 Rapport IIE Introduction à l'instrumentation Electronique Licence Informatique Semestre 5 Automne 2011 Maxime Durand - Mickael Valmier 2011/2012 1

2 Table des matières I. Introduction Qu'est-ce que LabVIEW? Quel est l'intérêt d'utiliser ce logiciel? Qu'allons nous faire?... 3 II. Travaux pratiques Acquisition de données Ni avec un microphone (TP1) a. Test du périphérique b. Acquisition d'un signal avec du matériel d'acquisition de données c. Génération d'un signal sinusoïdal e. Mesure de la fréquence et de l'amplitude du signal f. Mesure manuelle de la fréquence et de l'amplitude du signal g. Allumage d'une LED en fonction de la fréquence Relevé de caractéristique de sonde CTN (TP2) Réponse en fréquence d'un circuit passif (TP3) Traceur de courbes de transistor (TP4) III. Conclusion IV. Annexe

3 I. Introduction. 1. Qu'est-ce que LabVIEW? LabVIEW est un environnement de programmation graphique utilisé par des millions d'ingénieurs et de scientifiques pour développer des systèmes sophistiqués de mesure, de test et de contrôle en assemblant des icônes graphiques intuitives et des fils à la manière d'un organigramme. LabVIEW s'intègre avec des milliers de matériels et propose des centaines de bibliothèques de fonctions intégrées d'analyse et de visualisation des données, le tout permettant de créer des systèmes d'instrumentation virtuelle. La plate-forme LabVIEW se décline sur de multiples cibles et systèmes d'exploitation. Depuis sa première version en 1986, elle est devenue un standard industriel. 2. Quel est l'intérêt d'utiliser ce logiciel? LabVIEW permet : Une programmation graphique, programmer avec des blocs de fonctions graphiques par glisser-déposer plutôt que d'écrire des lignes de texte. E/S et communication, se connecter à n'importe quel instrument ou capteur avec des bibliothèques intégrées et des milliers de drivers d'instruments. Et bien d'autres Qu'allons nous faire? Nous allons utiliser ces deux principales fonctions de LabVIEW pour réaliser nos travaux pratiques. Nous commencerons tout d'abord par comprendre le logiciel en faisant l'acquisition de données NI avec un microphone, ensuite nous relèverons les caractéristiques d'une sonde CTN ainsi que la réponse en fréquences d'un circuit passif et en enfin nous tracerons les courbes d'un transistor. 3

4 II. Travaux pratiques. 1. Acquisition de données Ni avec un microphone (TP1). a. Test du périphérique. Nous utilisons le logiciel Measurement and Automation Explorer pour tester la carte d'acquisition DAQ NI USB-6211 et le micro. b. Acquisition d'un signal avec du matériel d'acquisition de données. On créé un VI qui utilise la carte d'acquisition. On teste et on constate sur la face avant le changement de tension sur un graphe. Pour une meilleur vision du signal on rajoute un outil qui attend un multiple de ms, on change également le mode d'acquisition à N échantillons dans les paramètres de cadencement de l'assistant DAQ. 4

5 c. Génération d'un signal sinusoïdal. Nous allons créer un VI qui génère un signal sinusoïdal avec une fréquence particulière et qui affiche les données sur un graphe déroulant jusqu'à ce que l'utilisateur l'arrête. On constate qu'en augmentant la fréquence le graphe se modifie instantanément. 5

6 d. Mesure de la fréquence et de l'amplitude du signal. Nous allons créer un VI capable de mesurer la fréquence et l'amplitude du signal depuis notre matériel DAQ et d'afficher le signal acquis sur un graphe déroulant. Le montage est le même qu'au point précédent à la seule différence qu'un Assistant DAQ est utilisé à la place du VI Simuler un Signal. On n'utilise donc plus un signal simulé mais le signal provenant de la carte d'acquisition. 6

7 e. Mesure manuelle de la fréquence et de l'amplitude du signal. Nous créons un VI qui affiche des données simulées sur un graphe déroulant et qui mesure la fréquence et l'amplitude de ces données. Pour cela, nous utilisons les curseurs directement sur le graphe pour vérifier les mesures de la fréquence et de l'amplitude. Avec les deux curseurs on obtient une période d'environ 0,012 ce qui fait une fréquence de 83 Hz qui correspond à l'indicateur de fréquence qui indique 86 Hz. On relève une amplitude d'environ 0,99 ce qui correspond à l'indicateur d'amplitude indiquant 1. 7

8 f. Allumage d'une LED en fonction de la fréquence. Nous allons créer un VI qui acquiert les données de notre matériel et qui les trace dans un graphe. Il remplit les fonctions suivantes : Il filtre les données en utilisant le VI Express Filtre Il prend une transformée de Fourier pour obtenir les informations sur le fréquence depuis les données filtrées. Il trouve la fréquence dominante des données filtrées en utilisant le VI Express Mesure de composantes fréquentielles. Il compare cette fréquence à une limite entrée par l'utilisateur. Si la fréquence dépasse cette limite, la LED s'allume. 8

9 2. Relevé de caractéristique de sonde CTN (TP2). Le but de ce TP et de découvrir et manipuler un multimètre numérique et un PC communiquant par une liaison de type IEEE488. Nous allons faire une application LabVIEW permettant de relever la caractéristique Résistance e/température d'une CTN. Caractérisation automatique des paramètres de la CTN : (Voir la figure 1 dans l'annexe pour voir cette image en grand format) 9

10 Adaptation du driver d'instrument à l'application : (Voir la figure 2 dans l'annexe pour voir cette image en grand format) 10

11 3. Réponse en fréquence d'un circuit passif (TP3). Le but de ce TP est de manipuler un générateur de fonction, un multimètre numérique, un oscilloscope numérique et un PC. Ces instruments communiquent par une liaison de type IEEE488. Nous allons écrire une application LabVIEW qui permet de prélever la réponse en fréquence du "circuit passif sous test" (diagramme de bode gain-fréquence et phase-fréquence). (Voir la figure 3 dans l'annexe pour voir cette image en grand format) 11

12 4. Traceur de courbes de transistor (TP4). Le but de ce TP est de manipuler une alimentation programmable, un multimètre numérique et un PC. Ces instruments communiquent par une liaison de type IEEE488. Nous allons écrire une application LabVIEW qui permet de prélever la caractéristique de ic = f(vce) Voici tout d'abord une photo du montage : (Voir la figure 4 dans l'annexe pour voir cette image en grand format) 12

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14 III. Conclusion L'utilisation de LabVIEW nous a permis d'apprendre à programmer avec des blocs de fonctions graphiques des applications et de se connecter à n'importe quel instrument ou capteur avec des bibliothèques intégrées et des drivers d'instruments. Nous avons également appris à utiliser de manière automatique et assisté par ordinateur un multimètre numérique, un oscilloscope et une alimentation programmable. 14

15 IV. Annexe. 15

16 Figure 1 16

17 Figure 2 17

18 Figure 3 18

19 Figure 4 19