Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài
Cơ sở khoa học
Thực hiện đề tài "Nghiên cứu chế tạo mô hình hộp số tự động giao tiếp máy tính" trên cơ sở về:
- Kỹ thuật lập trình điều khiển hộp số tự động bằng điện tử
- Lý thuyết phần mền LabVIEW và vi điều khiển
- Nguyên lý làm việc các cảm biến, các công tắc trên hộp số tự động và trên động cơ
- Kiến thức về giao tiếp máy tính
Từ những cơ sở trên, nghiên cứu chế tạo một phương tiện dạy học hiện đại.
Tính thực tiễn
Khoa học kỹ thuật toàn cầu đang phát triển nhanh chóng, đặc biệt là trong lĩnh vực chế tạo ôtô, với sự chú trọng vào cải tiến hộp số tự động để tối ưu hóa điều khiển Đồng thời, việc phát triển các thiết bị giảng dạy và kiểm tra chẩn đoán hộp số tự động cũng đang được quan tâm Tuy nhiên, hầu hết các mô hình và thiết bị hiện có tại Việt Nam đều lạc hậu và không đáp ứng kịp tiến bộ công nghệ, do chi phí cao của thiết bị ngoại nhập khiến các cơ sở đào tạo và sửa chữa khó khăn trong việc trang bị đầy đủ Do đó, nghiên cứu và thiết kế mô hình hộp số tự động là cần thiết để đáp ứng nhu cầu thực tiễn.
Ứng dụng lý thuyết cấu tạo và nguyên lý của ECT trong giảng dạy giúp sinh viên đại học, cao đẳng và học viên nghề tiếp thu kiến thức một cách dễ dàng và hiệu quả hơn Mô hình người học này tạo điều kiện thuận lợi cho việc cảm nhận và áp dụng các nguyên lý lý thuyết vào thực tiễn.
- Thực hành đấu dây hệ thống điện cho ECT và thông qua màn hình PC người học có thể kiểm tra được kết quả bài thực tập của mình;
- Người dạy có thể đánh một số pan đơn giản cho người học tìm pan
- Mô hình có thể mở rộng ứng dụng cho các bộ phận, hệ thống khác trên ôtô bằng cách lập trình thêm cho phần mềm LabVIEW;
Mô hình giảng dạy tương tác với máy tính giúp giáo viên chủ động hơn trong việc giảng dạy, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho người học trong việc tiếp thu kiến thức và kỹ năng nghề Với tính trực quan và sư phạm cao, mô hình này nâng cao hiệu quả học tập.
Mục đích của đề tài
Bài viết này cung cấp tài liệu thuyết minh chi tiết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ECT, nhằm hỗ trợ các chuyên gia trong lĩnh vực và làm tài liệu hướng dẫn cho người học.
Thiết bị dạy học này hỗ trợ người dạy trong việc truyền đạt kiến thức và kỹ năng nghề một cách dễ dàng và hiệu quả Nó mang lại tính thực tiễn cao và có thể thay thế cho các thiết bị hiện đại nước ngoài mà các cơ sở đào tạo hiện chưa đủ điều kiện trang bị.
- Có thể dùng mô hình làm thiết bị kiểm tra, chẩn đoán một số hư hỏng thông thường của ECT.
Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài
Nhiệm vụ của đề tài
- Tham khảo tài liệu, nghiên cứu, biên soạn thuyết minh về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của ECT trên ô tô hiện đại ở Việt Nam và thế giới;
- Nghiên cứu lý thuyết phần mềm LabVIEW, lập trình ứng dụng LabVIEW để giao tiếp ECT với PC thông qua Card giao tiếp vi điều khiển;
- Nghiên cứu lý thuyết Vi xử lý – Vi điều khiển;
- Thuyết minh cấu tạo, nguyên lý hoạt động của mô hình và hướng dẫn sử dụng mô hình;
Nghiên cứu các dạng xung tín hiệu và nguyên lý hoạt động của cảm biến, công tắc trong động cơ và hộp số tự động điều khiển bằng điện tử là rất quan trọng Những quy luật này giúp hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của các hệ thống điều khiển, từ đó nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của các thiết bị Việc nắm bắt các thông tin này sẽ hỗ trợ trong việc phát triển và cải tiến công nghệ ô tô hiện đại.
Nghiên cứu và thiết kế các bộ phận tạo tín hiệu đầu vào cho hộp số, nhằm đảm bảo hoạt động hiệu quả ở mọi chế độ, đồng thời điều chỉnh tín hiệu đầu vào khi cần thiết để mô phỏng.
- Thiết kế, chế tạo mô hình ECT hiển thị các thông số kỹ thuật lên màn hình máy tính
Mô hình xe thông dụng này sử dụng hộp số tự động điều khiển điện tử, kết hợp với động cơ đồng bộ, nhằm tối ưu hóa hiệu suất hoạt động Hệ thống được điều khiển bởi hộp ECU, cùng với các cảm biến tín hiệu đầu vào, đảm bảo sự đồng bộ hoàn hảo giữa hộp số và động cơ.
- Thử nghiệm, điều chỉnh, hoàn chỉnh mô hình.
Giới hạn của đề tài
- Chỉ cung cấp tài liệu thuyết minh về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của ECT ở một loại ôtô con điển hình;
Hoạt động và điều khiển mô hình có thể thực hiện qua các bộ phận điều khiển tương tự như trên xe thật, bao gồm bàn đạp ga, bàn đạp phanh và cần số, hoặc thông qua điều khiển trực tiếp trên máy tính.
Khi cần điều chỉnh hộp số để thay đổi tỷ số truyền theo từng chế độ làm việc, người dùng có thể thực hiện việc điều chỉnh các tín hiệu đầu vào trực tiếp trên máy tính hoặc mô hình Điều này bao gồm việc thay đổi nhiệt độ nước làm mát, điều chỉnh tải của động cơ và thay đổi chế độ lái.
- Chỉ có thể kiểm tra chẩn đoán và tạo một số pan thông thường cho người học thực tập.
Khái niệm
LabVIEW, viết tắt của Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench, là phần mềm máy tính do National Instruments phát triển Khác với các ngôn ngữ lập trình truyền thống như C hay Pascal, LabVIEW sử dụng một ngôn ngữ lập trình độc đáo với cú pháp thể hiện qua hình ảnh trực quan trong môi trường soạn thảo, được gọi là lập trình G (Graphical).
LabVIEW là ngôn ngữ lập trình đồ hoạ sử dụng các biểu tượng thay cho mã lệnh để phát triển ứng dụng Giao diện người dùng trong LabVIEW được xây dựng thông qua một bộ công cụ và đối tượng, với Front Panel là nơi hiển thị giao diện Còn Block Diagram chứa các hàm thao tác dưới dạng biểu tượng đồ hoạ, nơi diễn ra dòng dữ liệu thực thi.
Chức năng của LabVIEW
Kiểm tra, đo kiểm và phân tích tín hiệu trong kỹ thuật (đo nhiệt độ, phân tích nhiệt độ trong ngày)
Thu thập dữ liệu (Data Acquisition), (thu thập các giá trị áp suất, cường độ dòng điện, )
Điều khiển các thiết bị (điều khiển động cơ, điều khiển hộp số, )
Phân loại sản phẩm (dùng chương trình xử lý ảnh để phân biệt sản phẩm bị lỗi, phế phẩm)
Báo cáo trong công nghiệp bao gồm việc thu thập và phân tích dữ liệu, sau đó truyền tải thông tin đến người quản lý ở khoảng cách xa thông qua giao thức TCP/IP trong môi trường mạng Ethernet.
Giao tiếp máy tính và truyền dẫn dữ liệu qua các cổng giao tiếp (hỗ trợ hầu hết các chuẩn giao tiếp như USB, PCI, COM, RS -232, RS-085).
Sự làm việc của LabVIEW
Chương trình LabVIEW được gọi là thiết bị ảo VI, vì chúng có hình dạng và cách hoạt động tương tự như các thiết bị vật lý như máy thử nghiệm dao động hay máy hiện sóng Mỗi VI sử dụng các hàm để nhận tín hiệu đầu vào từ giao diện người dùng hoặc các nguồn khác, sau đó hiển thị thông tin hoặc chuyển dữ liệu đến các file hoặc máy tính khác.
LabVIEW sử dụng ngôn ngữ lập trình G
Ngôn ngữ lập trình G là một ngôn ngữ đồ họa, được sử dụng để mô tả các kết nối và mối quan hệ giữa các đối tượng trong biểu đồ khối, và là nền tảng của LabVIEW Khác với ngôn ngữ lập trình dạng text, ngôn ngữ G cho phép thực hiện các lệnh song song, trong khi ngôn ngữ dạng text thực thi một cách tuyến tính, nghĩa là chỉ một lệnh được thực hiện tại một thời điểm.
Ngôn ngữ G có những đặc điểm nổi bật, trong đó một khối đồ họa chỉ được thực thi khi các input của nó được xác định Điều này cho phép tạo ra biểu đồ với các nhánh song song, giúp thực hiện nhiều hoạt động đồng thời G hoàn toàn là một ngôn ngữ lập trình, cung cấp nhiều tính năng hữu ích như vòng lặp For, While, và cấu trúc Case Đặc biệt, G giới thiệu một tính năng mới gọi là cấu trúc Sequence, cho phép thực thi tuyến tính các phần của chương trình, điều này không thường thấy ở các ngôn ngữ lập trình dạng text.
Thuận lợi khi lập trình với ngôn ngữ lập trình G:
Lập trình khá dễ dàng cho những công việc rất phức tạp chẳng hạn như sự tự động hóa của những thí nghiệm phức tạp
Tất cả khả năng của LabVIEW đều “phơi bày” trên Desktop
Một lợi thế quan trọng của NI Data Socket server là khả năng thực thi các script được gửi từ xa từ bất kỳ ứng dụng nào có quyền truy cập, sử dụng giao thức TCP/IP một cách hiệu quả.
Các thành phần của LabVIEW
2.2.1 Thiết bị ảo Virtual Intruments (VIs):
Lập trình LabVIEW dựa trên các VIs, cho phép tạo ra các thiết bị ảo mô phỏng thiết bị thực Các đối tượng này được thêm vào thông qua phần mềm, và VIs tương tự như các hàm trong các ngôn ngữ lập trình khác.
Một chương trình trong LabVIEW bao gồm hai phần chính: giao diện người sử dụng (Front Panel) và giao diện sơ đồ khối (Block Diagram) kèm theo các biểu tượng kết nối (Icon/Connector).
2.2.1.1 Giao diện sử dụng (Front Panel):
Front Panel (Hình 2.1): là một panel tương tự như panel của thiết bị thực tế
Front Panel là giao diện người dùng cho phép chạy và quan sát kết quả chương trình, bao gồm các nút bấm, nút bật, đồ thị và bộ điều khiển Người sử dụng có thể nhập dữ liệu thông qua chuột và bàn phím, sau đó khởi động chương trình để theo dõi kết quả Giao diện này thường bao gồm các bộ điều khiển (Control) và bộ hiển thị (Indicator) để cung cấp thông tin cần thiết.
Control là các đối tượng trên Front Panel, đóng vai trò cung cấp dữ liệu cho chương trình, tương tự như đầu vào cung cấp dữ liệu (Controls = Inputs).
- Indicator là đối tượng được đặt trên Front Panel dùng để hiển thị kết quả, nó tương tự như bộ phận đầu ra của chương trình (Indicators = Outputs)
Bảng 2.1 Các bộ điều khiển và các bộ hiển thị
2.2.1.2 Sơ đồ khối (Block Diagram):
Block Diagram của một VI trong LabVIEW là sơ đồ đồ hoạ bao gồm nhiều đối tượng và hàm, tạo thành các cấu trúc lệnh cho chương trình thực hiện Nó thể hiện mã nguồn một cách trực quan, giúp lập trình viên dễ dàng thiết kế và quản lý các quy trình xử lý dữ liệu.
VI Các đối tượng trên Front Panel được thể hiện bằng các thiết bị đầu cuối trên Block Diagram, không thể loại bỏ các thiết bị đầu cuối trên Block Diagram Các thiết bị đầu cuối chỉ mất đi sau khi loại bỏ đối tượng tương ứng trên Front panel
Cấu trúc của một Block Diagram gồm các thiết bị đầu cu ối (Terminal), nút (Node) và các dây nối (wire)
Terminal: Là các cổng mà dữ liệu truyền qua giữa Block
Diagram và Front Panel, và giữa các Node trong Block Diagram Các
Terminals dưới dạng các Icon của các Function
Các nút là những phần tử thực hiện chương trình, tương tự như mệnh đề, toán tử, hàm và chương trình con trong các ngôn ngữ lập trình thông thường.
Wires: Là các dây nối dữ liệu giữa các nodes trên Block Diagram
Hình 2.3 Các dạng dây nối trên sơ đồ khối
2.2.2 Biểu tƣợng và đầu nối:
Biểu tượng (Icon) là đại diện của VI, được sử dụng khi một VI cần truy cập chức năng của một VI khác VI này được gọi là SubVI, tương tự như chương trình con trong các ngôn ngữ lập trình khác.
Đầu nối (Connector) là thành phần của Terminal, có chức năng kết nối các đầu vào và đầu ra của các VI Mỗi VI sẽ hiển thị một biểu tượng mặc định trong bảng Icon ở góc trên bên phải của cửa sổ Front Panel và Block Diagram.
Mỗi VI có một Icon mặc định hiển thị trong bảng Icon ở góc trên bên phải cửa sổ Front Panel và Block Diagram như Hình 2.3 Ta có thể thay đổi được Icon và connector
Khi các VI được phân cấp và module hóa, chúng có thể hoạt động như các chương trình con Điều này cho phép ta xây dựng một VI bằng cách chia thành nhiều VI nhỏ thực hiện các chức năng đơn giản và sau đó kết hợp chúng lại để tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh.
Kỹ thuật lập trình trên Lab VIEW
2.3.1 Các công cụ hỗ trợ lập trình:
Programming in LabVIEW requires the use of several key palettes: the Tools Palette, Controls Palette, and Function Palette These palettes provide essential functions that enable users to create and modify elements on the Front Panel and Block Diagram.
Tool Palette xuất hiện trên Font Panel và Block Diagram, cho phép người dùng thiết lập các chế độ làm việc đặc biệt cho con trỏ chuột Khi người dùng chọn một công cụ, biểu tượng của con trỏ sẽ được thay đổi tương ứng với biểu tượng của công cụ đó.
Khi thiết lập chế độ tự động lựa chọn công cụ, LabVIEW sẽ tự động chọn công cụ phù hợp từ bảng Tool Palette khi người dùng di chuyển con trỏ qua các đối tượng trên Front Panel hoặc Block Diagram Để truy cập bảng Tool Palette, người dùng có thể chọn Menu (tại Front Panel): View Tools palette.
Hình 2.4 Vị trí Icon và Connector
Các công cụ trong Tool Palette gồm có:
2.3.1.2 Controls Palette (bảng điều khiển):
The control panel is exclusively located on the front panel and includes various controls and indicators To access the Controls Palette, navigate to the Menu on the Front Panel and select View followed by Controls Palette.
Bảng điều khiển cho phép người dùng thiết kế cấu trúc hiển thị với các thiết bị như công tắc, đèn và màn hình Người dùng có thể lựa chọn các bộ thiết bị tiêu chuẩn từ hãng để tối ưu hóa trải nghiệm sử dụng.
Công cụ sản xuất cung cấp các thiết bị như công tắc, đồng thời cho phép người sử dụng tự xây dựng các thiết bị tùy chỉnh Bảng điều khiển được sử dụng để cung cấp dữ liệu đầu vào và hiển thị kết quả đầu ra một cách hiệu quả.
Một số bộ điều khiển và hiển thị trên controls palette:
Hình 2.7 Control Palette Để truy cập vào Numeric Controls ta chọn Menu (ở Front Panel): View
Controls Palette Express Numeric Controls
Bộ công cụ này được sử dụng để hiển thị và điều khiển dữ liệu dạng số trong chương trình của LabVIEW
Bộ công cụ này cung cấp hai giá trị là True và False, cho phép người dùng điều khiển thiết bị bằng chuột Việc thay đổi giá trị chỉ có hiệu lực khi các thiết bị được thiết lập ở chế độ Control; nếu ở chế độ Indicator, giá trị sẽ không thay đổi vì chúng chỉ có chức năng hiển thị Để truy cập vào Boolean, người dùng cần chọn Menu trên Front Panel: View Controls Palette Modern Boolean.
Các điều khiển này cho phép nhập và hiển thị ký tự, đồng thời có thể được thiết lập ở chế độ đầu vào hoặc đầu ra Để truy cập vào String & Path, người dùng cần chọn Menu (tại Front Panel): View .
Controls Palette Modern String&Path
Bảng Functions Palette chỉ xuất hiện trên Block Diagram Bảng này chứa các
VI và các hàm mà người sử dụng xây dựng để xây dựng nên các khối lưu đồ
Bảng Function Palette cho phép lập trình viên thực hiện các cú pháp như lặp và lựa chọn thông qua các nhóm hàm đã được cung cấp Người dùng cũng có thể tạo và sử dụng lại các hàm tự xây dựng Các hàm toán học được biểu diễn bằng các biểu tượng, và để thực hiện một hàm, người dùng chỉ cần chọn biểu tượng tương ứng, kéo thả vào Block Diagram và xác định các đầu vào và đầu ra cần thiết Để truy cập vào Function Palette, người dùng chọn Menu trong Block Diagram và vào phần View.
Ngôn ngữ lập trình LabVIEW hỗ trợ đa dạng các kiểu dữ liệu như Boolean, bytes, string, array, file, text, cluster và số Các kiểu dữ liệu này có thể dễ dàng chuyển đổi sang các dạng cấu trúc khác nhau Dưới đây, chúng ta sẽ xem xét một số dạng dữ liệu cụ thể.
Trong lập trình, việc sử dụng biến là rất quan trọng để xử lý và thay đổi dữ liệu một cách hiệu quả Trong LabVIEW, có hai loại biến chính: biến toàn cục (global variables) và biến cục bộ (local variables) Biến toàn cục cho phép chia sẻ dữ liệu giữa nhiều phần khác nhau của chương trình.
Biến toàn cục trong LabVIEW được sử dụng để truyền và lưu trữ dữ liệu giữa các VI khác nhau Khi tạo biến toàn cục, LabVIEW sẽ tự động tạo một “VI toàn cục” đặc biệt Để tạo các biến toàn cục, người dùng có thể chọn chúng từ Menu trong Block Diagram.
Functions Data Communication Global Variables (Hình 2.12)
Tiếp theo, hãy đưa các thành phần vào Sơ đồ Khối và xác định kiểu dữ liệu cho chúng dựa trên các kiểu dữ liệu đã sử dụng trên các Điều khiển hoặc Chỉ báo.
Khi tạo biến toàn cục, cần đảm bảo mỗi biến có một tên VI duy nhất và xác định chế độ chỉ cho phép ghi hoặc đọc Việc truy xuất biến toàn cục diễn ra nhanh chóng với các kiểu dữ liệu đơn giản như số và Boolean Tuy nhiên, khi sử dụng biến toàn cục cho mảng, nhóm hoặc chuỗi lớn, thời gian và bộ nhớ cần thiết sẽ tăng lên do yêu cầu quản lý bộ nhớ Sử dụng biến toàn cục có thể dẫn đến "tranh chấp dữ liệu", xảy ra khi nhiều đoạn mã song song thay đổi giá trị của cùng một biến, điều này khác biệt so với các ngôn ngữ lập trình dòng lệnh.
Biến cục bộ và biến toàn cục phụ thuộc vào thứ tự thực thi của các dòng lệnh Nếu không có sự phụ thuộc dữ liệu giữa các biểu thức khác nhau, sẽ không thể xác định được cái nào được thực hiện trước.
Kỹ thuật lập trình nâng cao trong LabVIEW
2.4.1 Liên kết thiết bị ảo với thiết bị phần cứng:
2.4.1.1 Thƣ viện DAQ trong LabVIEW:
Thư viện DAQ VIs nằm trong Panel Functions Data Acquisition gồm các lớp khác nhau của DAQ DAQ được chia thành 6 lớp cơ bản sau:
Hình 2.24 Nút trên Block Diagram
Các DAQ được chia thành các mức khác nhau tùy theo mức độ tác động của chúng
Các DAQ đƣợc chia thành 4 mức:
LabVIEW cung cấp thư viện cho các hệ thống Card chuyên dụng của hãng NI, cho phép người dùng dễ dàng quản lý dữ liệu Để thực hiện việc đưa dữ liệu vào và ra từ các cổng song song và nối tiếp của máy tính, người dùng có thể sử dụng các VIs vào/ra có sẵn trong LabVIEW.
2.4.1.2 Cấu trúc cơ bản của DAQ:
Thiết bị ảo là công cụ kết nối giữa phần cứng và phần mềm trong đo lường, được phát triển bởi người dùng theo tiêu chuẩn máy tính National Instruments cung cấp phần cứng và phần mềm điều khiển cho việc thu thập, phân tích, biểu diễn và lưu trữ dữ liệu DAQ Phần mềm điều khiển hoạt động như cầu nối giữa phần cứng và các chức năng mở rộng, trong khi các phần mềm ứng dụng như LabVIEW, LabWindows/CVI, và Component Works hỗ trợ hiển thị và phân tích kết quả từ thiết bị ảo.
Thiết bị ảo đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra hệ thống kiểm tra, đo lường và tự động hóa, giúp kết nối phần cứng và phần mềm một cách linh hoạt Khi hệ thống có sự thay đổi, thiết bị ảo có thể được điều chỉnh mà không cần thay đổi phần mềm và phần cứng, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả trong quá trình vận hành.
Nhiệm vụ chính của hệ thống đo lường là đo và tạo ra tín hiệu vật lý thực tế, với điểm khác biệt lớn nhất nằm ở phương thức truyền tín hiệu giữa thiết bị đo lường và máy tính Thiết bị DAQ đa năng kết nối với máy tính, cho phép truy xuất tín hiệu số và liên kết trực tiếp với bus của máy tính qua khe cắm mở rộng Ngoài ra, một số thiết bị DAQ bên ngoài cũng có thể kết nối qua cổng nối tiếp, IEEE 488 (GPIB) hoặc cổng ethernet, giúp biến đổi tín hiệu thành tín hiệu số và gửi đi.
Thư viện Advanced và Thư viện Instrument I/O cho phép kết nối thiết bị đo lường với máy tính, giúp phần mềm ứng dụng thực hiện các chức năng đo lường, điều khiển và hiển thị dữ liệu Dữ liệu được gửi trở lại thiết bị đo lường, mang lại tính linh hoạt cao khi sử dụng một thiết bị phần cứng cho nhiều loại kiểm tra khác nhau Thiết bị DAQ đa năng rất thích hợp cho việc số hóa dữ liệu từ các thiết bị đo lường.
Một số thiết bị đo lường không thể hoạt động độc lập mà cần được điều khiển và giám sát thông qua máy tính Mỗi bộ công cụ đo lường có giao thức riêng khi kết nối với máy tính, có thể thông qua các phương thức như Ethernet, Serial, GPIB hoặc VXI.
Hệ thống thiết bị DAQ có hai lựa chọn: lựa chọn A với thiết bị tích hợp bên trong máy tính và lựa chọn B với thiết bị bên ngoài Việc sử dụng bảng mạch mở rộng ngoài máy tính cho phép xây dựng hệ thống DAQ mà không cần khe cắm mở rộng, phù hợp với máy tính xách tay Máy tính và module DAQ giao tiếp qua các kênh như cổng song song, cổng nối tiếp và Ethernet, giúp thu nhận dữ liệu từ xa và điều khiển ứng dụng hiệu quả.
Hình 2.26 không hiển thị lựa chọn thứ ba, đó là việc sử dụng bus PCMCIA có mặt trên một số máy tính xách tay Thiết bị PCMCIA kết nối với máy tính và truyền tín hiệu tới bo mạch, tương tự như trong lựa chọn A, cho thấy tính linh hoạt và chặt chẽ của hệ thống DAQ Mối quan hệ giữa LabVIEW và thiết bị DAQ là rất quan trọng trong việc quản lý và thu thập dữ liệu hiệu quả.
Máy tính thu nhận dữ liệu thô và phần mềm chuyển đổi dữ liệu này thành định dạng dễ hiểu cho người dùng Phần mềm mã hóa dữ liệu để hiển thị dưới dạng đồ thị, biểu đồ hoặc trong báo cáo Nó không chỉ ảnh hưởng đến hệ thống DAQ mà còn tác động đến thiết bị DAQ trong quá trình thu nhận dữ liệu và các kênh nhận dữ liệu Đặc trưng của phần mềm DAQ bao gồm bộ điều khiển và phần mềm ứng dụng, trong đó bộ điều khiển chỉ tác động đến một loại thiết bị cụ thể.
Các thiết bị DAQ có nhiều dạng lựa chọn và bao gồm các lệnh điều khiển chức năng Phần mềm ứng dụng như LabVIEW gửi lệnh tới bộ điều khiển để thực hiện hai nhiệm vụ chính: đọc dữ liệu vào và trả lại dữ liệu sau khi phân tích, đồng thời hiển thị kết quả.
LabVIEW bao gồm các VIs cho phép thay đổi cấu trúc dữ liệu nhận được và gửi dữ liệu tới thiết bị
DAQ LabVIEW DAQ VIs có thể gọi tới các NI-DAQ ghép nối với chương trình ứng dụng API Trong
NI-DAQ, API chứa các công cụ và các hàm cơ bản để liên kết với phần cứng của thiết bị DAQ
NI-DAQ là phần mềm điều khiển thiết bị NI-DAQ, đóng vai trò thiết lập giao tiếp giữa LabVIEW và các thiết bị đo lường Hãng NI cung cấp phần mềm này để kết nối với một số bộ công cụ đo lường đặc biệt, bao gồm NI-488.2, NI-VISA và IVI.
Hình 2.27 minh họa mối quan hệ giữa LabVIEW, phần mềm điều khiển và phần cứng đo lường Các VI của LabVIEW kết nối với phần mềm điều khiển để tương tác với phần cứng đo lường Cấu trúc cơ bản của DAQ được thể hiện rõ ràng trong mối liên kết này.
Ngày nay, các nhà khoa học và kỹ sư sử dụng nhiều giao thức kết nối như PCI, PXI/Compact PCI, PCMCIA, USB, IEEE 1394, ISA, cổng nối tiếp và cổng song song để thu nhận dữ liệu trong các lĩnh vực như phòng thí nghiệm, kỹ thuật tự động hóa, thử nghiệm và đo lường Nhiều ứng dụng tích hợp thiết bị thu nhận dữ liệu, chuyển tiếp thông tin tới bộ nhớ máy tính Độ chính xác của kết quả từ hệ thống thu nhận dữ liệu đến máy tính phụ thuộc vào từng thành phần trong hệ thống.
Hình 2.29 Mối quan hệ giữa LabVIEW, phần mềm điều khiển và phần cứng đo lường tới phần mềm điều khiển để kết nối với phần cứng đo lường
Các thành phần của hệ thống bao gồm:
Ngày nay, máy tính PC đã được nâng cấp với các tiêu chuẩn mới như bus PCI và USB, trong khi bus ISA trở nên ít phổ biến hơn Sự phát triển của PCMCIA, USB và IEE 1394 đã mang lại nhiều lựa chọn linh hoạt hơn cho hệ thống DAQ PC Tuy nhiên, hệ thống DAQ thường sử dụng kết nối RS-232 hoặc RS-485, điều này có thể hạn chế tốc độ truyền dữ liệu Khi lựa chọn thiết bị DAQ và cấu trúc bus, cần chú ý đến phương thức truyền để đảm bảo rằng khả năng truyền dữ liệu của máy tính không ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống DAQ Máy tính PC cũng hỗ trợ chương trình I/O và truyền các ngắt hiệu quả.
Máy tính PC có khả năng truy xuất bộ nhớ DMA trực tiếp, giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu từ phần cứng chuyên dụng đến bộ nhớ Phương thức này giúp bộ xử lý không bị nghẽn trong quá trình di chuyển dữ liệu và thực hiện các thao tác phức tạp Việc lựa chọn phương thức truyền ảnh hưởng đáng kể đến năng suất của thiết bị DAQ Các yếu tố như phần cứng, thời gian truy cập đĩa và phân vùng ổ cứng có thể hạn chế dòng dữ liệu và tốc độ truyền Đối với hệ thống có tần số tín hiệu lớn, ổ cứng cần có tốc độ cao và đủ dung lượng để chứa dữ liệu cũng như cho hệ điều hành hoạt động hiệu quả.
