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Organisatorisches
• Die * bzw. ** Aufgaben müssen gelöst werden, da sie später wieder gebraucht werden.
• Musterlösungen werden zwei Wochen nach den Übungsblättern ausgegeben.
• Lösungen bitte den Assistenten zeigen. Diese führen Buch.
• Schlüssel zum Praktikum kann im ELAB (Zimmer 3.25) ausgeliehen werden.
Elektronisch…?!Eine Art Einführung.
Was versteht man unter elektronisch?
• Messen: Erzeugen einer elektrischen Grösse, welche eine andere physikalische Grösse beschreibt (Sensor) z. B. U(t) = f (X, t)
• Steuern: Erzeugen einer elektrischen Grösse, welche in einem Aktuator eine physikalische Aktion induziert.
• Wir arbeiten hier nur mit elektrischen Spannungen. Die zeitliche Abfolge dieser Spannungen nennen wir „elektr. Signal“
Vorteile der Elektronik
• Wartungsarm
• Schnell, verlustarm
• Automatisierbar, Klein und hoch integrierbar
• Kompatibel zur Digitaltechnologie
• Lösungen bekannt und akzeptiert
Hardware im Nanopraktikum
National Instruments SC-2345
Analog-Steckplätze des SC-2345
Power Switch
Steckbrett-Verbindungen
Vorgeschaltete Leitungen
+ 15 V+ 5 V
GND-15 V
DIO
6D
IO 7
CH
14
CH
15
CH
6C
H 7
DA
C 0
DA
C 1
Digitaler Signalblock
Digital I/O
Elektrische Logische Signale„Ist da eine Spannung von +5 V
gegenüber GND ?“
+5 0
GND
Digital Line
GND
Digital Line
Digital I/O
High-Level
Low-Level
Hierarchie ist transparent
High Level Beispiel:Digital Output
Schreibt bei Gerät 1 auf Digital Channel 0 bei Linie 6 (DIO6) eine logische 1
Achtung: Falle !Die „Freiwilligkeit“ ist ein falscher
Freund.
+ 15 V+ 5 V
GND-15 V
DIO
6D
IO 7
CH
14
CH
15
CH
6C
H 7
DA
C 0
DA
C 1
Erster Lösungsansatz
1,8 k
+ 15 V+ 5 V
GND-15 V
DIO
6D
IO 7
CH
14
CH
15
CH
6C
H 7
DA
C 0
DA
C 1
Lösung mit Transistor
1,8 k
10 k
Technische Stromrichtungvom langen ins kurze Bein
Digital Input
+ 15 V+ 5 V
GND-15 V
DIO
6D
IO 7
CH
14
CH
15
CH
6C
H 7
DA
C 0
DA
C 1
Schalter: Vorsicht vor offenen Eingängen.
Pull upWiderstand
10 k
+ 15 V+ 5 V
GND-15 V
DIO
6D
IO 7
CH
14
CH
15
CH
6C
H 7
DA
C 0
DA
C 1
Stromfluss bei geschlossenem Schalter.
Pull upWiderstand
10 k
Analoger Ausgang
+ 15 V+ 5 V
GND-15 V
DIO
6D
IO 7
CH
14
CH
15
CH
6C
H 7
DA
C 0
DA
C 1
DAC: Spannungen gegen GND
Analog out VI‘s:
High Level
Low Level
Direct Out
Buffered Out
• Array von Spannungen in den Puffer schreiben
• Sampling Rate definieren und Ausgabe starten.
+ 15 V+ 5 V
GND-15 V
DIO
6D
IO 7
CH
14
CH
15
CH
6C
H 7
DA
C 0
DA
C 1
Buffered Analog Out
+ 15 V+ 5 V
GND-15 V
DIO
6D
IO 7
CH
14
CH
15
CH
6C
H 7
DA
C 0
DA
C 1
Analog Input