card điều khiển, xử lý và thu thập dữ ệu ni myrio-1900...card điều khiển, xử...

Công ty TNHH Peritec https://www.peritec.vn/product/ni-myrio/ 28/05/2020

Card điều khiển, xử lý và thu thập dữ liệu NI myRIO-1900

1 Giới thiệu:

NI myRIO-1900 là 1 thiết bị di động có thể được sử dụng để thiết kế hệ thống điều

khiển, robot, thu thập xử lý dữ liệu.

2 Cấu hình phần cứng:

Hình 1: Cấu hình phần cứng của NI myRIO-1900

1 NI myRIO-1900

2 Cổng mở rộng myRIO Expansion Port (MXP)

3 Cáp nguồn

4 Cáp kết nối USB

5 Cáp USB Host

6 Các đèn LEDs

7 Cổng Mini System Port (MSP)

https://www.peritec.vn/product/ni-myrio/


8 Cáp vào/ra cổng âm thanh

9 Nút nhấn

3 Sơ đồ khối phần cứng:

Hình 2: Sơ đồ khối phần cứng của card myRIO-1900

NI myRIO-1900 gồm: các ngõ vào tương tự (AI), ngõ ra tương tự (AO) và ngõ vào

số/ngõ ra số. Cổng audio in và audio out hỗ trợ xử lý âm thanh. Card có thể giao

tiếp máy tính qua cổng USB và có hỗ trợ Wifi chuẩn 802.11b,g,n.



4 Kết nối I/O:

4.1 Kết nối I/O trên cổng mở rộng Expansion port (MXP)

Cổng mở rộng MXP hỗ trợ 2 đầu nối connector A và connector B. Chức năng các

chân I/O và thứ tự chân trên 2 đầu nối này hoàn toàn giống nhau. Việc chọn I/O

trên connector A hay connector B là do phần mềm quy định.

Hình 3: Sơ đồ I/O trên cổng mở rộng MXP

Mô tả chức năng các chân I/O trên cổng mở rộng MXP được trình bày theo bảng

sau.

I/O Hướng tín hiệu Mô tả

+5V Output Nguồn ngõ ra +5 V.

AI <0..3> Input Ngõ vào tương tự (tham chiếu đất – single-ended). Điện áp từ 0-5V.



AO <0..1> Output Ngõ ra tương tự (tham chiếu đất – single-ended). Điện áp từ 0-5V.

AGND N/A Tham chiếu cho điện áp tương tự ngõ vào ngõ ra.

+3.3V Output Nguồn ngõ ra +3.3 V.

DIO <0..15> Input or

Output

Ngõ vào/ Ngõ ra số. Ngõ ra 3.3 V, ngõ vào 3.3 V/5 V.

UART.RX Input Nhận dữ liệu UART.

UART.TX Output Truyền dữ liệu UART.

DGND N/A Tham chiếu cho điện áp ngõ vào, ngõ ra số +5 V và +3.3 V.

Bảng 1: Mô tả chức năng các chân I/O trên cổng mở rộng MXP

4.2 Kết nối I/O trên cổng Mini System Port (MSP)

Hình 4: Sơ đồ I/O trên cổng mở rộng MSP

Mô tả chức năng các chân I/O trên cổng Mini được trình bày theo bảng sau

I/O Hướng tín

hiệu

Mô tả

+15V/-15V Output Nguồn ngõ ra +15 V/-15 V.

AI0+/AI0-;

AI1+/AI1-

Input Ngõ vào tương tự vi sai ±10 V.



AO <0..1> Output Ngõ ra tương tự vi sai ±10 V.

AGND N/A Chân tham chiếu cho nguồn ngõ ra +15 V/-15 V và tương tự

vào/tương tự ra.

+5V Output Nguồn ngõ ra +5 V.

DIO <0..7> Input or

Output

Ngõ vào/ Ngõ ra số. Ngõ ra 3.3 V, ngõ vào 3.3 V/5 V.

DGND N/A Tham chiếu cho điện áp ngõ vào, ngõ ra số +5 V và +3.3 V.

Bảng 2: Mô tả chức năng các chân I/O trên cổng Mini

5 Kênh tương tự ngõ vào:

myRIO-1900 hỗ trợ ngõ vào tương tự ở Expansion port (MXP) đầu nối A và B,

Mini system port (MSP) đầu nối C và ngõ vào audio. Tất cả các kênh ngõ vào

tương tự này đều được lấy mẫu bởi 1 bộ ADC duy nhất.



Hình 5: Sơ đồ ngõ vào tương tự trên myRIO

- Port mở rộng (MXP) đầu nối A và B có 4 ngõ vào tương tự (tham chiết đất -

single-ended) trên mỗi đầu nối, AIO-AI3, điện áp tương tự có thể đo từ 0-

5V.

- Cổng Mini System Port (MSP) đầu nối C có 2 kênh tương tự vi sai ngõ vào

trở kháng cao, AI0 và AI1, điện áp tương tự có thể đo đến 10V.

- Ngõ vào audio với áp tương tự 2.5V.

6. Kênh tương tự ngõ ra:

NI myRIO-1900 hỗ trợ ngõ ra tương tự ở Expansion Port (MXP) đầu nối A và

B, Mini System Port (MSP) đầu nối C và ngõ ra audio. Mỗi kênh ngõ ra tương



tự này được cập nhật bởi một bộ DAC riêng biệt, vì vậy các kênh tương tự ngõ

ra này có thể xuất dữ liệu đồng thời.

Hình 6: Sơ đồ ngõ ra tương tự trên myRIO

- Port mở rộng (MXP) đầu nối A và B có 2 kênh ngõ ra tương tự trên mỗi đầu

nối, AO0 và AO1, điện áp tương tự ngõ ra từ 0-5V.

- Cổng mini system port (MSP) đầu nối C có 2 kênh tương tự ngõ ra, AO0 và

AO1, điện áp tương tự ngõ ra 10V.

- Ngõ ra audio với áp tương tự 2.5V.

7 Các kênh vào/ra số:

NI myRIO-1900 hỗ trợ ngõ vào/ngõ ra số (DIO) 3.3V trên cổng mở rộng MXP và

cổng Mini MSP. Cổng mở rộng MXP có 16 ngõ vào/ra số(DIO) trên mỗi đầu nối.



Các DIO từ 0-13 có điện trở kéo lên 40kΩ đến nguồn 3.3V. DIO 14 và 15 có điện

trở kéo lên 2.2kΩ đến nguồn 3.3V. Cổng Mini có 8 DIO, mỗi DIO trên cổng Mini

có điện trở kéo xuống 40kΩ nối với GND. Chân tín hiệu DGND là chân điện áp

tham chiếu cho tất cả các DIO. Việc quy định một chân DIO là đầu ra hay đầu vào là

do lập trình. Một số chân DIO còn có thêm chức năng phụ SPI, I2C, PWM.

Hình 7: DIO <13..0> trên cổng mở rộng MXP đầu nối A và B

Hình 8: DIO 14 và 15 trên cổng mở rộng MXP đầu nối A và B

Hình 9: DIO <7..0> trên cổng Mini

8 Cài đặt và lập trình trên myRIO-1900

8.1 Các phần mềm yêu cầu

Để lập trình ứng dụng điều khiển qua card myRIO-1900 cần phải có các phần mềm

sau:



LabVIEW

LabVIEW Real-Time Module

LabVIEW myRIO Toolkit

Tất cả phần mềm này được tích hợp trong LabVIEW myRIO Software Bundle, hoặc

có thể cài đặt độc lập

Ngoài ra, để phát triển các ứng dụng cao cấp trên nền ARM hay FPGA tích hợp

trên card, ta có thể cài đặt thêm các mô-đun sau:

LabVIEW FPGA Module

Compilation Tools for Vivado

Vision Development Module

Vision Acquisition Software

LabVIEW Control Design and Simulation Module

Control Design Assistant

System Identification Assistant

LabVIEW MathScript RT Module

LabVIEW Robotics Module for myRIO and roboRIO

8.2 Kết nối máy tính và cấu hình

Sau khi cài đặt bộ phần mềm yêu cầu, ta tiến hành cấp nguồn cho cardvà kết nối

máy tính theo cáp kết nối USB. Mất khoảng 30s để máy tính cập nhật và cài đặt

driver cho kit, sau đó công cụ myRIO USB Monitor (trong gói cài đặt LabVIEW

myRIO Toolkit) sẽ xuất hiện.



Hình 10: Công cụ test pannel myRIO USB Monitor

Tại công cụ này ta có thể cấu hình card, kiểm tra các chức năng trên card, kiểm tra

I/O trên card.

Hình 11: Kiểm tra các thiết bị trên card



8.3 Lập trình trên myRIO-1900

Để lập trình trên myRIO-1900 ta sử dụng phần mềm LabVIEW đã cài đặt, tiến

hành theo các bước sau đây để viết một chương trình trên card:

- Tạo project mới trong Labview

Hình 12: Tạo mới một project

- Chọn Templates » myRIO từ thư mục project. Tiếp tục chọn myRIO Project

từ bảng liệt kê danh sách project.

Hình 13: Tạo mới project cho dự án myRIO



- Trong hộp thoại Project Name, ta đặt tên cho project. Trong hộp thoại

Project Root, ta đặt tên thư mục sẽ lưu project. Thư mục này phải là thư mục

trống hoặc thư mục mới. Trong phần chọn lựa Target, ta chọn đúng kiểu kết

nối của card và máy tính. Trong hộp thoại chọn lựa FPGA Personality ta

chọn Default.

Hình 14: Cấu hình cho project

- Tại cửa sổ Project Explorer, click vào nút mở rộng myRIO-1900 ta sẽ tìm

được Main.vi. Đây là nơi ta sẽ lập trình ứng dụng cụ thể cho LabVIEW.



Hình 15: Cửa sổ Project Explorer

9 Các ứng dụng kiểm tra thiết bị trên card

9.1 Điều khiển trạng thái 4 đèn LED trên card

Sau khi tạo project myRIO mới trên LabVIEW ta vào Main.vi, lần lượt trên Front

Panel và Block Diagram ta bỏ hết giao diện và code mẫu đã viết sẵn và bắt đầu lập

trình điều khiển trạng thái 4 LED theo các bước sau:

- Trên Block Diagram, chọn Functions » myRIO » Default FPGA Personality

và lấy khối LED Express VI thêm vào Main.vi.

- Đặt khối LED Express VI vào trong vòng lặp while.



- Trong hộp thoại cấu hình LED Express VI, ta chọn cả 4 LED để điều khiển

trạng thái và click OK để cấu hình.

- Trên Block Diagram, right-click trên các ngõ vào LED trên khối LED

Express VI, chọn Create » Control để thêm vào các điều khiển ngõ vào.

- Click Run, chương trình sẽ được build và nạp vào card, sau khi nạp chương

trình thành công, ta click vào các control ngõ vào để điều khiển trạng thái

các LED.



9.2 Sử dụng gia tốc kế

NI myRIO-1900 có tích hợp sẵn một gia tốc kế 3 trục, chúng ta có thể sử dụng nó

để xác định hướng (trục x, y và z) và gia tốc của thiết bị. Ví dụ này sẽ giúp ta tạo

một ứng dụng để đọc các giá trị của gia tốc kế và vẽ các giá trị đọc được này lên

một Waveform Chart.

Sau khi tạo project myRIO mới, trong cửa sổ Project Explorer, chọn myRIO-1900

» Main.vi ta sẽ có Front Panel và Block Diagram chứa ứng dụng viết sẵn dùng để

đọc và vẽ giá trị đọc được từ gia tốc kế.

- Trên Block Diagram, double-click vào gia tốc kế để cấu hình, từ cửa sổ cấu

hình, ta chọn cả 3 trục của gia tốc kế, chọn OK để hoàn tất cấu hình



- Chọn Run để build và nạp chương trình lên card, sau khi nạp xong chương

trình, ta xoay hoặc lắc card để quan sát kết quả trên đồ thị.

9.3 Sử dụng nút nhấn

Sau khi tạo project myRIO mới trên Labview ta vào Main.vi, lần lượt trên Front

Panel và Block Diagram ta bỏ hết giao diện và code mẫu đã viết sẵn và bắt đầu lập

trình điều khiển nút nhấn theo các bước sau:



- Trên Block Diagram, chọn Functions » myRIO » Default FPGA Personality

và lấy khối Button Express VI thêm vào Main.vi.

- Đặt khối Button Express VI vào trong vòng lặp While.

- Trong hộp thoại cấu hình Button Express VI, ta click OK để hoàn tất cấu

hình.



- Trên Block Diagram, right-click vào ngõ ra của thuộc tính Value trên khối

Button Express VI, chọn Create » Indicator để thêm vào quan sát trạng thái

button.

- Click Run, chương trình sẽ được build và nạp vào card, sau khi nạp chương

trình thành công, ta nhấn nút button trên card để quan sát trạng thái trên

Indicator.

10 Cấu hình WIFI trên NI myRIO-1900

NI myRIO-1900 hỗ trợ wireless chuẩn 802.11b,g,n, ta có thể kết nối card đến một

mạng không dây hoặc có thể tự tạo ra một mạng không dây.

10.1 Kết nối đến mạng không dây

Để kết nối card myRIO-1900 đến một mạng không dây có sẵn, ta tiến hành theo

các bước sau:

- Cấp nguồn cho card và kết nối card với máy tính PC thông qua cáp USB.

- Mở công cụ myRIO USB Monitor, chọn Configure NI myRIO để mở công

cụ NI Web-based Configuration & Monitoring trên trình duyệt mặc định (có

thể kết nối qua địa chỉ IP http://172.22.11.2 trên trình duyệt).


http://172.22.11.2/


- Click chọn Network Configuration trên thanh công cụ, lúc này ta sẽ

tiến hành cấu hình WIFI trên tab Wireless Adapter wlan0.

- Chọn Wireless Mode, trong cửa sổ thả xuống ta chọn Connect to wireless

network.

- Trong cửa sổ Country chọn Viet Nam.



- Trong mục Wireless Network, chọn mạng WIFI ta muốn kết nối trong cửa sổ

thả xuống.

- Nhập password vào mục WPA Passphrase.

- Chọn DHCP or Link Local trong mục Configure IPv4 Address để card tự

động cấu hình IP khi kết nối.

- Click Save để lưu cấu hình và tiến hành kết nối mạng wireless. Sau khi kết

nối xong, đèn wifi trên card sẽ sáng ở trạng thái đèn xanh.

10.2 Tạo ra mạng không dây

- Tiến hành các bước tương tự như phần kết nối đến mạng không dây, tại

mục Wireless Mode, trong cửa sổ thả xuống ta chọn Create wireless

network.

- Chọn Country là Viet Nam, trong hộp thoại SSID ta đặt tên cho mạng không

dây mà ta muốn tạo.

- Trong cửa sổ thả xuống Channel, ta chọn 1.



- Trong mục Security, ta chọn phương thức bảo mật cho mạng không dây,

nếu ta không bảo mật thì chọn Open.

- Trong cửa sổ thả xuống Configure IPv4 Address, ta chọn DHCP Only.

- Click Save và ta đã tạo xong một mạng không dây, lúc này đèn WIFI sẽ

sáng ở trạng thái màu đỏ, nếu có một client kết nối đến nó sẽ chớp tắt.

11 Các ứng dụng I/O

11.1 Điều khiển LED đơn

Kết nối phần cứng

Để điều khiển led đơn ta sử dụng 1 chân ngõ ra digital trên cổng mở rộng MXP để

điều khiển và kết nối theo sơ đồ sau.



- Anode của led nối với nguồn ngõ ra +3.3V trên đầu nối B của cổng mở rộng

MXP (chân 33).

- Cathode (chân điều khiển) led nối với ngõ ra số DIO trên đầu nối B của

cổng mở rộng MXP (chân 11).

Lập trình

Sau khi tạo mới project myRIO, ta vào Main.vi để thiết kế chương trình như sau



Click Run để nạp ứng dụng và quan sát trạng thái LED sau khi thay đổi các nút

nhấn điều khiển trên Front Panel.

11.2 Điều khiển LED 7 đoạn


LED 7 đoạn sử dụng trong ứng dụng này là loại Anode chung. Để điều khiển 1 led

7 đoạn ta dùng 1 chân cấp nguồn và 8 chân DIO để điều khiển 8 đoạn tương ứng.

Tiến hành kết nối theo sơ đồ sau



- Chân Anode chung nối với nguồn ngõ ra +3.3V trên đầu nối B của cổng mở

rộng MXP (chân 33).

- Các đoạn từ a-dp tương ứng của LED nối với các ngõ ra DIO0-DIO7.

Lập trình




Click Run để nạp ứng dụng và quan sát trạng thái các đoạn LED sau khi thay đổi

các nút nhấn điều khiển các đoạn tương ứng trên Front Panel.

11.3 Giao tiếp nút nhấn


Kết nối nút nhấn với card theo sơ đồ phần cứng sau



Lập trình


Click Run để nạp ứng dụng và quan sát trạng thái các đoạn led trên Front Panel

tương ứng với trạng thái ngõ vào của DIO0 trên cổng mở rộng đầu nối A và B và

cổng Mini. Kết quả quan sát như sau:

- Ngõ vào DIO0 trên cổng MXP đầu nối A và B sẽ ở mức cao do có điện trở

kéo lên (Đèn A/DIO0 và đèn B/DIO0 sẽ sáng).

- Ngõ vào DIO0 trên cổng MSP đầu nối C sẽ ở mức thấp do có điện trở kéo

xuống (Đèn C/DIO0 tắt).

- Khi nhấn button thì đèn B/DIO0 sẽ tắt.

Thay đổi nút nhấn sang C/DIO0, và thử lại.

Dựa theo bản dịch của trường CĐ Kỹ Thuật Cao Thắng http://caothang.edu.vn

Công ty TNHH Peritec https://www.peritec.vn/product/ni-myrio/

Email: [email protected]

Điện thoại/Zalo/WhatsApp/Viber: 0932529288


http://caothang.edu.vn/


mailto:[email protected]

card điều khiển, xử lý và thu thập dữ ệu ni myrio-1900...card điều khiển, xử...

Documents