Messung eines digitalen Rechtecksignals mit NI 9205 (Analog Input +/-10V)
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Messung eines digitalen Rechtecksignals mit NI 9205 (Analog Input +/-10V)
Hallo liebes LV-Forum!
Ich bin seit heute angemeldet und hoffe meine Kompetenzen und mein Verständnis von LV hier verbessern zu können.
Ich habe auch gleich eine erste Frage und habe natürlich zuerst die Suchfunktion benutzt. Leider konnte ich nur diesem Beitrag ein wenig Information entnehmen:
Ich möchte einen Durchflusssensor mittels des Moduls 9205 ( http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/de/nid/202571 ) in LV einbinden. Dieser gibt laut Hersteller ein fertig aufbereitetes Rechteck-Impulssignal aus. Mit einem Ossziloskop kann ich dieses Signal auch sehen. Pro Liter Durchfluss bekomme ich ca. 10500 Impulse. Bei einem maximalen Durchfluss von 0,9 l/min habe ich somit eine Frequenz von maximal 157,5 Hz (9450 Impulse/min). Für das Modul sollte das also kein Problem darstellen, da es mit einer Sample-Rate von knapp 8000 Samples pro Sekunde, pro Kanal messen kann.
Ich bekomme jedoch kein schönes Rechtecksignal angezeigt. Die Spannung, die eigentlich zwischen 0V und 5V hin und her springen soll, springt wilkürlich auf Werte zwischen -2V und +5V. Mit verschiedenen Express-VIs habe ich versucht mir eine Frequenz ausgeben zu lassen, mit der sich dann auf den Durchfluss schließen lässt. Keiner der Bausteine zeigt einen Wert an. Ich nehme an, das gemessene Signal ist nicht homogen genug, damit einer der Standartbausteine eine Frequenz berechnen könnte.
Durch verschiedene Beiträge konnte ich festetellen, dass Signale dieser Art am besten mit einem Digital-I/O Modul ausgewertet werden. Ich verstehe jedoch nicht warum dies nicht auch mit dem oben genannten Modul gehen sollte, da die Abtastrate um einiges höher liegt, als die vom Sensor ausgegebene Frequenz (Abtasttheorem). Benutze ich einfach nur die falschen Bausteine oder gibt es spezielle Gründe warum die Messwerte kein homoges Signal ergeben? Welches Express-VI würde sich dafür am besten eignen? Oder sollte ich das ganze lieber gleich vergessen und ein Digitalmodul besorgen?
Ich hoffe ich konnte mein Problem ausfühlich genug beschreiben. Vielen Dank schonmal für die Antworten.
Viele Grüße Spocky
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02.11.2013, 18:17 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 02.11.2013 18:17 von GerdW.)
RE: Messung eines digitalen Rechtecksignals mit NI 9205 (Analog Input +/-10V)
Hallo Spooky,
Zitat:Für das Modul sollte das also kein Problem darstellen, da es mit einer Sample-Rate von knapp 8000 Samples pro Sekunde, pro Kanal messen kann.
Wenn du nur einen Sensor hast, kannst du sogar mit 250kHz abtasten...
Zitat:Ich bekomme jedoch kein schönes Rechtecksignal angezeigt. Die Spannung, die eigentlich zwischen 0V und 5V hin und her springen soll, springt wilkürlich auf Werte zwischen -2V und +5V.
Wie hast du das Signal angeschlossen? SingleEnded oder DIfferential? Benötigt der Sensor Pull-Up-Widerstände? Oder hängt er an einer langen Leitung?
Hast du schon mal versucht, aus dem Analogsignal ein boolsches zu machen?
Zitat:Ich nehme an, das gemessene Signal ist nicht homogen genug, damit einer der Standartbausteine eine Frequenz berechnen könnte.
Man könnte Signale "homogenisieren" und dann einfach Pulse zählen... (Was hat das mit "Stand-Art" zu tun? )
Zitat:Benutze ich einfach nur die falschen Bausteine oder gibt es spezielle Gründe warum die Messwerte kein homoges Signal ergeben?
Wie soll man das beantworten, wenn du dein VI nicht zeigst?
Zitat:Welches Express-VI würde sich dafür am besten eignen?
Sowas kann man auch ohne ExpressVI erledigen...
Zitat:Oder sollte ich das ganze lieber gleich vergessen und ein Digitalmodul besorgen?
Das geht auch mit dem 9205, ist halt nur etwas mehr Aufwand bei der Auswertung...
RE: Messung eines digitalen Rechtecksignals mit NI 9205 (Analog Input +/-10V)
Teil uns bitte deine gesamte Hardware-Ausrüstung mit. Soll heißen: Was hast du noch außer einem 9205 Modul. Das muss Minimum in irgendeinem "Single-Chassis" stecken. Oder hast du ein cDAQ oder sogar ein cRIO (nur dann macht es Sinn, diesen Thread weiterhin im Subforum FPGA laufen zu lassen)?
Gruß, Jens
Wer die erhabene Weisheit der Mathematik tadelt, nährt sich von Verwirrung. (Leonardo da Vinci)
!! BITTE !! stellt mir keine Fragen über PM, dafür ist das Forum da - andere haben vielleicht auch Interesse an der Antwort!
RE: Messung eines digitalen Rechtecksignals mit NI 9205 (Analog Input +/-10V)
Hallo GerdW und jg, vielen Dank für die schnellen Antworten.
Zitat:Wenn du nur einen Sensor hast, kannst du sogar mit 250kHz abtasten...
Achja?! Das wusste ich nicht, danke für die Info! In den Einstellungen konnte ich nichts dazu finden. Wird die Sample-Rate dann automatisch auf die Anzahl der genutzten Kanäle aufgeteilt?
Zitat:Wie hast du das Signal angeschlossen? SingleEnded oder DIfferential? Benötigt der Sensor Pull-Up-Widerstände? Oder hängt er an einer langen Leitung?
Hast du schon mal versucht, aus dem Analogsignal ein boolsches zu machen?
Differentiell, da ich schonmal Probleme mit schwankendem Massepotential hatte.^^ Genau, der Sensor benötigt einen Pull-Up-Widerstand von 1,6-2,2 kOhm, verbaut habe ich 1,9 kOhm. Die Leitungen sind relativ lang. Hier habe ich auch schon überlegt, ob da nicht irgendwelche Kapazitäten verantwortlich sein könnten. Allerdings erscheint mir das unwahrscheinlich bei einer Frequenz von "nur" 160 Hz. Viel Kürzer kann ich die Leitungen leider nicht machen, um das zu testen.
Hier mal das Datenblatt des Sensors: http://www.produktinfo.conrad.com/datenb..._de_en.pdf
Nein das Signal umzuwandeln habe ich noch nicht versucht. --> Wird ausprobiert!
Zitat:Man könnte Signale "homogenisieren" und dann einfach Pulse zählen... (Was hat das mit "Stand-Art" zu tun? )
Das Signal zu filtern habe ich auch schon versucht, geklappt hat es nicht und dann bleibt für mich die Frage offen, ob das gefilterte Signal noch die richtige Frequenz hat. Sorry die Bezeichnung war irreführend , damit meinte ich eigentlich die Express-VIs und kein selbst zusammengebasteltes VI^^..
Zitat:Wie soll man das beantworten, wenn du dein VI nicht zeigst?
Ich weiß, das Timing meiner Frage ist etwas ungünstig, das tut mir leid! Ich gehe entweder morgen, spätestens jedoch am Dienstag wieder an die Uni, dann kann ich meine bisherigen Versuche hier im Forum posten. Eine Studentenversion von LV besorge ich mir bald!
Zitat:Sowas kann man auch ohne ExpressVI erledigen...
Also z.B. in dem ich manuell die Werte über dem Schwellwert zählen lasse oder?^^ --> Wenn ich die Zeit für Bastelarbeit habe versuche ich das mal, eine möglichst kompakte Lösung wäre jedoch wünschenswert hehe..^^
Zitat:Das geht auch mit dem 9205, ist halt nur etwas mehr Aufwand bei der Auswertung...
OK! Das wäre natürlich günstiger, als sich extra ein digitales I/O Modul zu kaufen. Genug Kanäle sind sowieso noch frei.
Zitat:Teil uns bitte deine gesamte Hardware-Ausrüstung mit. Soll heißen: Was hast du noch außer einem 9205 Modul. Das muss Minimum in irgendeinem "Single-Chassis" stecken. Oder hast du ein cDAQ oder sogar ein cRIO (nur dann macht es Sinn, diesen Thread weiterhin im Subforum FPGA laufen zu lassen)?
Tatsächlich nutzen wir hier ein cRIO. Von den 8 Steckplätzen sind 7 belegt. Die Daten werden über einen Switch in das Netzwerk gespeißt. Ich bin mir nicht 100% sicher, aber es müsste dieses hier sein: http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/de/nid/205621
Ich kontrolliere das nochmal morgen bzw. am Dienstag und dann liefere ich auch die VIs mit!
RE: Messung eines digitalen Rechtecksignals mit NI 9205 (Analog Input +/-10V)
Guten Morgen! (naja nicht mehr ganz )
Jetzt hat es doch noch etwas gedauert. Sorry vorweg für den Doppelpost, aber könnte ja sein das Update bemerkt sonst niemand.
Inzwischen habe ich festgestellt, dass das verwendete Modul einen Defekt aufweisen könnte. Das periodische Schwingen des Signals, wie im Bild dargestellt, konnte ich mit einem zweiten NI 9205 nicht reproduzieren. Selbst mit einer konstanten Gleichspannung liefert das Modul lediglich einige Sekunden konstante Messwerte bevor es zu hüpfen beginnt und dann wieder für einige Sekunden konstant bleibt. Einen Wackelkontakt der Anschlusskabel kann ich ausschließen.
Mit dem zweiten Modul springt das Signal nur zwischen 0V und 5V, so wie es sein sollte. Allerdings kann mein VI immer noch keine Frequenz ausgeben. Die Impulse des Signals, welches ich mir im Verlaufsgraph anzeigen lasse, haben keine konstante Dauer und die Anzahl der Impulse pro Sekunde (durch Beobachtung des Verlaufsgraphen) ist ebenfalls zu niedrig. Hier stimmt wohl mit der Sample-Rate etwas nicht. Was muss ich bei der Einstellung im Modul (9205) oder beim cRIO ( http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/de/nid/205621 ) beachten um eine höhere bzw. die maximal mögliche Sample-Rate zu erreichen?
Wenn dieses Problem gelöst ist, werde ich mir wohl doch einen Flankenzähler basteln müssen oder meint ihr das Express-VI kann eine Frequenz ermitteln sobald eine konstante Periodendauer gesamplet wird?
RE: Messung eines digitalen Rechtecksignals mit NI 9205 (Analog Input +/-10V)
Dein VI lässt vermuten, dass du
1) Die Daten im cRIO "nur" per Scan-Engine erfasst
2) Das ganze auch noch per Shared-Variable-Engine an den PC überträgst, um dort dann die Auswertung zu machen.
IMHO bist du damit für die Erfassung eines "Encoder"-Signals auf dem Holzweg, da viel zu langsam.
Die Scan-Engine begrenzt dich auf max. 1 kHz, bei einem voll besetzten 9073 vielleicht sogar auf noch weniger.
Die Übertragung per Shared-Variable beraubt dich jeder Möglichkeit, eine verlässliche Erfassungszeit zu jedem deiner abgefragten Werte zu haben. Außerdem senkt es die Update-Rate garantiert nochmals deutlich.
Das Ende vom Lied: Für ein Signal, das eine Frequenz von max. 160 Hz hat, bräuchtest du eine verlässliche Erfassungrate von mind. 350 Hz, wahrscheinlich deutlich mehr.
Das wirst du über den gewählten Weg kaum hinbekommen.
Die Auswertung eines Encoders bei einem cRIO gehört eigentlich direkt in den FPGA-Sourcecode.
Gruß, Jens
Wer die erhabene Weisheit der Mathematik tadelt, nährt sich von Verwirrung. (Leonardo da Vinci)
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RE: Messung eines digitalen Rechtecksignals mit NI 9205 (Analog Input +/-10V)
Hallo Jens,
danke für die Antwort, das hilft mir schon weiter. Ich muss allerdings zugeben, dass ich mit Labview und zugehöriger Hardware bisher nur problemorientiert gearbeitet habe, kurz gesagt mir fehlt es an den Basics in Sachen Programmierung und Digitaltechnik. In den Vorlesungen wurde das leider nur in sehr begrenztem Umfang behandelt.
Am cRIO befindet sich ein Schalter "No FPGA", dieser muss wahscheinlich umgestellt werden, damit man mit FPGA arbeiten kann. Im Projekt wählt man ein FPGA Target anstelle eines RT Targets. Ich nehme an, ich kann dann nicht einfach mein altes Blockdiagramm in das FPGA VI kopieren und wie gewohnt weiter machen. Da werde ich wohl herumprobieren müssen...
Grüße, Spocky
08.11.2013, 14:53 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 08.11.2013 14:54 von GerdW.)
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Messung eines digitalen Rechtecksignals mit NI 9205 (Analog Input +/-10V)
, damit meinte ich eigentlich die Express-VIs und kein selbst zusammengebasteltes VI^^..