教材名 自動計測システム開発
教材名2
教材ID 161
教材作成者名 樋口 正人; 若林 革
教材作成日 1998-12-20
改訂情報
ジャンル名 高度教材
分野名 電気・電子系
業種名 電気・電子部品製造業
職務名 計測診断、制御システム、自動化
職務構成名 コンピュータ制御応用
区分名 教材
職業名 電気技術者
指導案

【使用教材・資材一覧】

使用教材

  1. パソコン(Windows95が動作すること)

    例:FUJITSU FMV-5120

  2. GPIBインタフェースボード

    パソコンにより対応するボードが違う

    例:ソニーテクトロニクス AT-GPIB/TNT

  3. マルチメータ

    例:ソニーテクトロニクス DM2510G

  4. 任意波形発生装置

    例:ソニーテクトロニクス AFG310

  5. ディジタルオシロスコープ

    例:ソニーテクトロニクス TDS340P

  6. 直流安定化電源

    例:菊水電子工業株式会社 PMC35-2A

  7. パワーサプライコントローラ

    例:菊水電子工業株式会社 PIA3200

  8. GPIBケーブル 、RS232Cクロスケーブル
  9. ブレットボード
  10. 電子回路部品(ダイオード・トランジスタ・抵抗)

使用書籍

GP-IBプログラミング入門

亜樹智那著
工学図書

参考図書

  1. Lab VIEW活用ガイド

    ソニーテクトロニクス株式会社

  2. Lab VIEWグラフィックプログラミング
    井上泰典著
    森北出版株式会社
  3. マルチメータ(DM2510G)ユーザーマニュアル
  4. 任意波形発生装置(AFG310型/AFG320型)ユーザーマニュアル
  5. ディジタルオシロスコープ(TDS340P/TDS380P)ユーザーマニュアル
  6. ディジタルオシロスコープ(TDS340P/TDS380P)プログラマーズマニュアル

    以上 ソニーテクトロニクス株式会社

  7. 直流安定化電源(PMC35-2A)取扱説明書
  8. パワーサプライコントローラ(PIA3200)取扱説明書

    以上 菊水電子工業株式会社

【訓練事前準備項目】

受講者用フロッピーディスクとTKTDS420.LLBの準備

使用ボードのアドレス設定の確認

ソフトウェアーが動作することの確認

【訓練項目と訓練経過時間】

【指導展開法】

教科の細目 時間 指導のポイント 備考
1.GPIBの概






2.基本操作










3.GPIB基本
VIの使い方












4.機器ドライ
バの作成
































GPIBとRS232Cによる計測器の制御を、LabVIEWを使用して行なうわけですが、必要とされる基本的事項を簡単に説明します。
テキストには箇条書き程度にまとめてありますが参考文献や各指導員の知識をもとにして内容を追加して頂きたいと思います。

このコースの受講生はLabVIEWの基本的使い方を知っていると思われるますが、操作方法についての足並みを揃える意味で、問題のプログラミングを実施してもらいます。
課題2-1では、数値計算を問題にしましたが、操作方法を含め、Select Case、比較VI、の使い方を解説します。
課題2-2では、文字列操作を問題にしており、今後出てくるGPIBのプログラミングにおいて度々使うVIの使用方法を解説します。

計測器に対してコマンドを送ったり、そのレスポンスや測定データを受け取るために必要なGPIBWrite.vi,GPIB Read.viの使い方を解説します。


ここで取り上げたコマンド以外も試してみてください。計測器のマニュアルを参考にし事前に調べておく必要があります。
 ディジタルオシロスコープを操作するときはコマンド文字列の前に:をつけます。(先頭省略可能) 送受信のプログラムはシーケンスを使用して作成します。問い合わせコマンドに対するデータ読み込みはWrite.viとRead.viを使用しますが、測定データを読み込む場合Read.viのみを実行しても読み込めます。

 ここでは以下に示すドライバーの作成を行ないます。第5章と第6章ではここで作成するドライバーを使用してダイオード回路の電圧と電流を測定したり、トランジスタ回路の周波数特性を測定しますので、どのような使い方をするか確認した上で作成してください。

参考文献
GP-IBプログ
ラミング入門















DM2510Gユ
ーザーマニュ
アル
教科の細目 時間 指導のポイント 備考
    (1)マルチメータ
 測定項目、測定レンジを指定した上でプログラムを実行し測定結果を表示するようなVIにしていますが、この場合毎回測定レンジと項目を送信することになります。
 その後、サブVIとして使用できるようにアイコン登録とコネクション設定を行います。
 サブVIとして登録する方法の練習として、問題を設定しました。これは課題4-1で作成したダイアグラムをマルチメータの設定用と測定用に分割して、それぞれをサブVIとして保存します。アイコンはテキストに示したように作成してください。

(2)直流安定化電源
 今回使用している菊水の電源はコントローラ1台で2台の電源をコントロールできる機能があります。そこで、フロントパネルでは電源番号も指定するようにします。その他アドレス、制限電流、印加電圧を指定し、確認のため送出文字列を表示するよ
うにします。
 プログラム実行時、指定電圧を1回出力する方法を学んだ後、このサブVIを使用し連続で電圧をスウィープするプログラミング方法を学びます。この方法は、第5章で作成するプログラミングでも活用します。

(3)任意波形発生装置
 ここでは、2つのステップに分けてプログラミングを行います。
 初めのVIは、実行時に1度設定コマンドを送り3種類の波形から選択した波形を出力します。この時のコマンドは電圧、周波数、波形の種類ですが、それぞれ、いくつかのコマンドの組み合わせになり、それぞれ、「;」で区切って送ります。これらのいくつかのコマンドについてはマニュアルを参考にしてください。
 2つめのVIは、出力周波数をスウィープさせるプログラムです。パネル面の設定でスウィープとノーマルの切り替えが出来るようにします。この切り替えにはCase文を使いましたが、MODEの切り替えには列挙体を使いました。
DM2510Gユ
ーザーズマニ
ュアル










PMC35-2A取
扱説明書
PIA3200取扱
説明書









AFG310型
/AFG320型ユ
ーザーマニュ
アル
教科の細目 時間 指導のポイント 備考
5.ダイオード
の静特性
 周波数を変化させる場合、電圧とスタート周波数とストップ周波数を設定できるようにします。また、周波数を変化させる方法にリニアに変化させる方法と指数関数的に変化させる方法がありますので、その選択ができるようにしてください。

 ここでは、各種計測器をGPIBコントロールし、簡単な計測システムを作成します。テーマとしては電子回路にはほとんど使用され、誰でもなじみのあるダイオードを使用しました。測定結果は容易に推測でき、測定結果よりもプログラミングに集中できると思います。
 マルチメータを1人で2台使用するとダイオードに流れる電流とその両端に加わる電圧を測定でき、静特性の実験が出来るのですが、マルチメータの数に余裕がない場合は、今回のように電圧は回路に印加される電源の電圧を使用します。プログラミング
が主ですので、静特性とは異なるグラフになりますが問題はないと思います。
 静特性のグラフを書くには、ダイオードの両端の電圧を別のマルチメータで測定し、電圧電流共に配列にし、Bundleした後、X-Yグラフで表示します。時間があれば、実施してみてください。
 テキストでは2つの課題を作りました。
 まず1つは前章で作成したドライバーソフトを使用し、単純に1ポイントづつ測定する方法です。このプログラムを実行することにより、印加電圧と流れる電流の大体の値を確認しておくように受講生に指導してください。2つめの課題を作成する時のめやすになります。
 2つめの課題は自動的に印加電圧をスウィープさせ測定するものです。ここでは、印加電圧と測定電流の関係を配列にし、グラフに表示しています。
 マルチメータの表示が落ち着くのに時間がかかりますので注意してください。
 
教科の細目 時間 指導のポイント 備考
6.トランジス
タ回路の周波数
特性
 ここではトランジスタ1個を使用した増幅回路をブレットボード上で組み、その周波数特性を測定します。 全体を7つのステップに分割し、わりやすくしています。 また、オシロスコープのメジャメント機能を使用していますので、その操作方法などあらかじめ確認してください。このメジャメント機能はオシロスコープが取り込んだ波形から、周波数、実行値、Pk-Pkなどを内部で計算してくれる機能です。

AFG310型/AFG320型ユーザーマニュアルTDS340P/TDS380Pプログラマーズマニュアル

 Measure1,Measure2,Measure3,にはそれぞれテキストで指定した項目を設定してください。順番が違うと後のステップで計算が違ってきます。 ステップ1ではTDSシリーズが提供しているVIの使用方法を確認します。オシロスコープに付属しているTKTDS420.LLBからVIを呼び出してください。TKTDS420.LLBはオシロスコープに添付されています。 ステップ2では測定データをスプレッド・シート形式に変換する方法を学習します。この形式はデータをタブで区切り最後にCR/LFを付ける方法です。データの最後に出力と入力電圧の比を加えています。 ステップ3では前ステップで作成したデータをファイルに保存する方法を学習します。 ステップ4、5では連続してデータを測定し保存する方法を学習します。 測定する間隔はフロントパネル面に配置する制御項目をあまり増やさないためダイアグラム上で固定にしました。また、連続して保存するために2回目以降のWrite Character to Files.viのappend to file?端子はtrueにします。このappend to files?端子の使い方に注意してください。 ステップ6では第4章で作成したサブVI(アイコン「FGSWP」)を使用し、周波数を変化させる部分を考えます。 ステップ7では測定データがforループを出た時点で配列になっていますのでそれBundleした後、X-Yグラフで表示します。

 
教科の細目 時間 指導のポイント 備考
7.RS232C基
本VIの使い方











8.RS232Cに
よる計測器の制

 

 

 

 

 

 

 ここではLab VIEWでシリアルポートを使う方法を実習します。 はじめはパソコン同士の通信でSerial PortRead.viとSerial Port Write.viさらにSerial Port

Init.viを使います。シリアルポートをイニシャライズするとバッファ内部のデータはクリアされてしまいますので、受信側において、イニシャライズ、データ受信、データリードのそれぞれのタイミングが悪いとうまく読み取れません。課題を通して、解説が必要です。 データ速度、データビット、ストップビットなどシリアル通信に関しての解説を行なってください。 ディジタルオシロスコープとシリアル接続し、簡TDS340P/TDS単なコマンド送受信のプログラムを作成します。こ380Pプログラの場合データの最後にはデリミタとしてキャリッジマーズマニュリターンを送信しなければなりません。アル ディジタルオシロスコープのRS232Cポート設定を確認し、パソコン側(ダイヤグラムの設定)と同じくする必要 があります。また、使用ケーブルは計測器のマニュアルを参考にし、クロスとストレートを間違わないようにしてください。(今回はクロスケーブル) 課題の最後はオシロスコープの表示波形をパソコンに転送するプログラムですが、送信コマンドはダイヤグラム内で設定しています。これらのコマンドと送り返されたデータとマニュアルを参考にして解析してください。 テキストでは次の設定にしています。・1番目から200番目までのデータ転送・アスキーフォーマットによる転送・1データ幅1バイト・ヘッダーをつける・ヘッダーは省略形にしない 次にオシロから送信されたデータはヘッダーのあとに「CURVE_」(_はスペースです)と続きその後に送信されたデータが送られてきます。従って、グラフに表示する場合、それ以後のデータを抽出すように しています。














※注意
 サンプルプログラムを添付してありますが、サブ
VIを使用している場合、そのサブVIの場所がサン
プルと違う場合うまく呼び出せないことがありま
す。その時は、必要なサブVIを探してください。

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