Архив Галактики

Практикум по NI myDAQ. #1

Копосов Д.Г. / 19.06.2015

Предисловие
Ответьте себе на вопрос, что за последний месяц вы исследовали, что изобрели за предыдущий год, что из того, что вы исследовали и изобрели, кто-то использует? Если у вас недоумение: «Мы, вообще-то, в школе учимся!», то следующие два абзаца именно для вас.
Если вам кажется, что скоро вы поступите в ВУЗ, и вот уж там вы проявите свои творческие (или, как сейчас говорят, креативные) способности, то это большое заблуждение. Из 4 лет учебы первый год — это адаптация к огромным объемам информации, которую необходимо изучить, к непривычно большой части самостоятельной работы, к экзаменам, на которых надо просто все знать, и на которых реально ставят «2». В голове будет звучать: «Добро пожаловать в реальный мир!». К концу второго курса накопится усталость и желание где-нибудь сэкономить свои силы. И тут вдруг выяснится: чтобы куда-то попасть, у вас, оказывается, должно быть портфолио с вашими успешными научными исследованиями и достижениями.
Через полгода еще раз задайте себе этот вопрос. Если сказать будет нечего — вряд ли вы будете создавать «светлое» будущее. Да, вы в него попадаете, но вот творцом уже не будете…
Если на вопрос вы гордо и быстро дали развернутый ответ, то скажу: «Здравствуй, избранный — творец будущего!». Пока только единицы приходят в ВУЗ, уже зная, какую тему (направление, идею) они будут исследовать и выбирают преподавателя, с которым им хочется учиться, исследовать и творить, задолго до поступления.

В этом курсе вам представиться возможность поработать с технологиями компании National Instruments (NI) — известного лидера в области автоматизации измерений с использованием реально-виртуальных программно-аппаратных комплексов. Учебное и научное оборудование National Instruments установлено во всех федеральных университетах Российской Федерации.
Про Большой адронный коллайдер слышали? Без технологий компании NI там не обошлось.
Знакомьтесь с оборудованием, программным обеспечением.

1. Исследуем оборудование
1.1. Ваши первые шаги… к успеху



Человек, работающий в какой-либо отрасли и считающий себя специалистом, обычно хорошо знаком с историей открытий в интересующей его области. Действительно, все, что сейчас считается истиной, рождалось в экспериментах и исследованиях, в муках и спорах. Так было и так будет: проводятся эксперименты, а когда открытие или изобретение станет известным, об экспериментах, в которых оно рождалось, забывают, и кажется, что остается только одна теория. Изучение открытий прошлого позволит посмотреть, как рождаются идеи, с чем они связаны, какой у них фундамент, по каким путям они развиваются — это, пусть маленький, но первый шаг к вашей научной, исследовательской интуиции. Первый шаг за вами.

Задание 1. Подготовьте доклад на 5–10 минут об одном из важных открытий, уделив особое внимание не биографии великих ученых, инженеров и экспериментаторов, а процессу поиска идеи, приведшей к открытию, и, конечно, непосредственно эксперименту и экспериментальным установкам.

1663 - Отто Герике - Электростатическая машина
1745 - Питер ван Мушенбрук - Конденсатор (Лейденская банка)
1745 - Георг Рихман - Первый электроизмерительный прибор
1747 - Жан Антуан Нолле - Электроскоп
1752 - Бенджамин Франклин - Молниеотвод
1785 - Шарль Огюстен де Кулон - Закон Кулона
1791 - Луиджи Гальвани - «Животное электричество»
1799 - Алессандро Вольта - «Вольтов столб» (прообраз электрической батарейки)
1802 - Василий Владимирович Петров- Электрическая дуга, электролиз
1820 - Ханс Эрстед - Магнитные действия тока
1820 - Андре Ампер - Взаимодействие токов
1826 - Георг Ом Закон - Ома
1821 - Томас Зеебек - Термоэлектричество
1831 - Джозеф Генри - Электромагнит
1831 - Майкл Фарадей - Явление электромагнитной индукции
1832 - Павел Львович Шиллинг - Телеграф
1834 - Жан Пельтье - «Эффект Пельтье»
1834 - Борис Семенович Якоби - Электромагнитный двигатель
1836 - Сэмюэл Морзе - Аппарат Морзе. Код Морзе
1841 - Эмилий Ленц - Тепловое действие тока
1845 - Густав Кирхгоф - Законы Кирхгофа для электрических цепей
1860 - Томас Эдисон - Электрическая лампа
1872 - Александр Николаевич Лодыгин - Лампа накаливания
1876 - Павел Николаевич Яблочков - «Свеча Яблочкова».
1876 - Александр Белл - Телефон
1880 - Дмитрий Александрович Лачинов - Передача электроэнергии
1887 - Генрих Герц - Излучатель электромагнитных волн
1888 - Александр Григорьевич Столетов - Фотоэффект
1895 - Александр Степанович Попов - Радио
1900 - Джон Флеминг - Диод
1907 - Ли де Форест - Триод
1911 - Борис Львович Розинг - Телевизионное изображение



Конечно, в изобретении идея — только часть его ценности. Сейчас количество уже выдвинутых идей огромно и придумать в технике что-нибудь совсем новое трудно. Заслуга изобретателя не в том, чтобы дать идею, но в том, чтобы найти конкретную форму ее технического воплощения, преодолев все технические трудности. Пытайтесь в каждом задании этого курса технически реализовать пусть маленькую, но вашу идею — это будет ваш второй шаг.


Любое направление науки и техники развивается, идет вслед за временем, опирается на новые открытия. Теория всегда направляет науку, а новый эксперимент ее продвигает. В этом курсе вы будете много экспериментировать — это будет ваш третий шаг.
Все открытия обязаны энтузиазму, стремлению добиться окончательного разрешения всех затруднений и противоречий, сопутствующих работе. Это стремление добиться большего эффекта — ваш главный шаг, гарантирующий успех.

1.2. Инвентаризация
В начале курса необходимо провести проверку наличия и состояния оборудования и программного обеспечения, с которым предстоит работать. Другими словами, провести инвентаризацию.

Задание 2. Проверьте наличие оборудования, проведена ли установка программного обеспечения. При возникновении вопросов обязательно обсудите их с другими учащимися и преподавателем.

Портативное устройство сбора данных и контроля NI myDAQ



Кабель USB



Щупы (пробники) для мультиметра


Аудио кабель (разъем 3.5 mm)


Макетная плата myProtoBoard для NI myDAQ (или аналог)



Программное обеспечение NI LabVIEW for Education (программное обеспечение установлено и обновлено)


Микрофон Genius MIC-01C (или аналог)



Наушники Maxell Pulze Silver (или аналог)


Отвертка универсальная



1.3. myDAQ
В рамках этого курса мы будем использовать мобильную лабораторную образовательную платформу NI myDAQ, представляющую собой универсальный компактный блок сбора, обработки данных и управления внешними устройствами.



NI myDAQ позволяет подключить к компьютеру сотни датчиков и устройств управления. Данное устройство мы будем использовать как:

• измерительный прибор (мультиметр и осциллограф);
• генератор сигналов;
• управляющее устройство (2 аналоговых и 8 цифровых линий управления);
• устройство сбора данных (2 аналоговых входа).