Plataforma NI ELVIS II para Proyectos de Ingeniería

Vista previa del material en texto

Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resumen de la práctica: 
 
En esta practica nos familiarizaremos con la plataforma NI ELVIS II, conoceremos su función y 
sus características que nos servirán para poder crear mejores y más desarrollados proyectos en 
nuestra carrera. 
 
 
 
 
 
 
Práctica 1.- Conociendo la plataforma NI ELVIS II. 
Integrantes del equipo (Máximo 2): 
1. Johana Yaredt Arredondo Garay Código: 218340275 
2.- Sofia Alejandra Martinez Ramirez Código: 214130217 
Fecha límite de entrega: 22-10-21 No. de Estación de Trabajo: 
Fecha real de entrega: 22-10-21 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
 
Introducción. - 
El propósito de esta práctica es conocer físicamente la plataforma de desarrollo NI ELVIS 
II. Inicialmente se utilizará la plataforma ELVIS II como instrumentos de medición virtual, 
como son voltímetro, osciloscopio, generador de funciones etc. Con la finalidad de que el 
alumno se familiarice con la plataforma NI ELVIS II y sus componentes. 
Objetivos. - 
1. Conocer los instrumentos de medición virtual de la plataforma NI ELVIS II. 
2. Conocer físicamente la plataforma NI ELVIS II. 
3. Aprender cómo se utiliza la plataforma NI ELVIS II. 
Marco teórico. - 
NI ELVIS II consiste en una serie de instrumentos virtuales desarrollados en LabVIEW, un 
dispositivo de adquisición de datos multifunción y una estación de trabajo con una tarjeta 
de desarrollo de prototipos. 
 
Especificaciones técnicas de la plataforma ELVIS II 
Analizadores: 
 
Osciloscopio: 
Dos canales. 
Almacenamiento, cursores, auto escala. 
Máx. ancho de banda en la entrada 
50MHz1 
Rango +/-10V 
Resolución de entrada 16 bits 
1 Las especificaciones dependen de la funcionalidad de la tarjeta de 
adquisición de datos 
 
Analizador de Bode: 
Dibuja frecuencia y fase 
Control del rango de frecuencia y pasos, 
Espaciado de frecuencia logarítmico o 
lineal 
Almacenamiento, cursores, autoescala 
Rango de frecuencia 5Hz a 35kHz1 
1 Las especificaciones dependen de la funcionalidad de la tarjeta de 
adquisición de datos 
 
 
Analizador dinámico de señal: 
Rango de entrada +/-10V 
Resolución de entrada 12 o 16 bits 
 
Analizador de impedancia: 
Rango de frecuencia medida 5Hz a 35kHz 
 
Analizador corriente tensión a 2 hilos: 
Rango de voltaje +/-10V 
Rango de corriente +/-10mA 
 
Analizador corriente tensión a 3 hilos: 
Sólo transistores NPN BJT 
Almacenamiento, cursores, autoescala 
Máx. voltaje de colector 10V 
Mín. incremento en la base 15μA 
 
 
 
 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
 
Multímetro digital 
 
Resistencia 
Exactitud 1% 
Rango 5Ω a 3MΩ 
 
Voltaje CC 
Exactitud 0.3% 
Rango +/-20V 
Impedancia de entrada 1MΩ 
 
Voltaje CA 
Exactitud 0.3% 
Rango +/-14VRMS 
 
Corriente 
Exactitud CC 0.25%+/-3mA1 
Exactitud CA 0.25%+/-3mA1 
Rango +/-250mA 
Resistencia Shunt 0.5Ω 
Máx. tensión en modo común +/-20V 
Rechazo en modo común 70dB 
1 La corrección nula apropiada para la tensión en modo común puede 
reducir +/-3mA de error a 200μA en ruido 
 
Capacitancia 
Exactitud 1% 
Rango 50pF a 500μF 
Rango de la tensión de prueba 1Vpp 
 
Continuidad 
Resistencia umbral 15Ω máx. 
 
Inductancia 
Exactitud 1% 
Rango 100μH a 100mH 
Frecuencia de prueba 950Hz 
Tensión de frecuencia de prueba 1Vpp 
 
 
 
 
 
Digital I/O 
 
Resolución digital de entrada 8 bits. 
Resolución digital de salida 8 bits. 
Direccionamiento digital 4 bits. 
 
Fuente 
 
Generador de funciones 
Control manual o por software 
Formas de onda seno, triangular, 
cuadrada 
Barrido en frecuencia 
Salida de pulsos sinc. TTL 
Modulación AM y FM 
Rango de frecuencia 5Hz a 1MHz 
Exactitud en frecuencia 3% 
Amplitud de salida 10 Vp-p 
Resolución de amplitud por software 10 
bits 
Rango offset +/- 5V 
Voltaje AM 10V máx 
Modulación en amplitud superior a 100% 
Voltaje FM 10V máx. 
Amplitud de rizado 
a 50 Hz 0.5dB 
a 250kHz 3 dB 
Generador de onda arbitraria 
Dos canales 
Un disparo o generación continua 
Editor de forma de onda 
Amplitud +/-10V 
Rango de frecuencia DC a 100kHz1 
Impedancia de salida 1 
1 Las especificaciones dependen de la funcionalidad de la tarjeta de 
adquisición de datos 
 
 
 
 
 
 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
Fuentes de potencia 
 
Fuente de +/-15V 
Salida de corriente Fusible de 500mA 
Rizado y ruido 1% 
Regulación de línea 0.5% máx. 
Fuente de 5V 
Salida de corriente Fusible de 2A 
Rizado y ruido 1% 
Regulación de línea 0.5% máx. 
Fuentes variables de potencia 
0 a +12V y -12V 
Rizado y ruido 0.25% 
Resolución por software 10 bits 
Salida máxima 500 mA 
5V a 275mA 
12V a 450mA
Conexión NI ELVIS II 
 
Entradas y salidas de la plataforma NI ELVIS II 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
 
 
 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
Descripción de las señales. 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
Lista de componentes para el ejercicio 1: 
1 1 Resistencia de cualquier valor 
2 1Diodo 
3 1 Capacitor de cualquier valor 
4 1 Bobinas de cualquier valor 
5 NI ELVIS II 
6 2 Jack para entrada DMM 
 
Desarrollo del Ejercicio 1: 
Abra NI ELVISmx Instrument Launcher: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
Seleccione el multímetro (DMM). 
 
Una vez abierto el multímetro virtual debe tener en cuenta que no todas las mediciones se 
realizan con las puntas del multímetro, asegúrese de realizar la medición en el lugar 
correcto como se muestra en la siguiente figura. 
 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
 
Utilizando el multímetro realice las siguientes mediciones: (Recuerda que debes de 
presionar el botón “Run” para poder medir). 
1.-Medición de 1 resistencia. 
2.-Medición de 1 diodo. 
3.-Medición de 1 capacitor (ojo debes respetar la polaridad). 
4.-Medición de 1 bobina. 
Una vez realizadas las mediciones compare el valor nominal del fabricante y el valor 
medido. Calcule el error relativo porcentual. 
 Valor nominal Valor medido Error relativo porcentual % 
Resistencia 220 Ω 214 Ω 2.73% 
Capacitor 470uF 460.26uF 2.07% 
LED verde 1.8V 1.722V 4.33% 
 
En la siguiente tabla especifica cuál es el rango de trabajo del instrumento virtual: 
Medidor Rango 
Capacitancia 500pF a 500uF 
Resistencia 100 Ω a 100 MΩ 
Impedancia -12V / 12V 
 
Desarrollo del Ejercicio 2: 
Abra NI ELVISmx Instrument Launcher: 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
 
Seleccione el multímetro (DMM) y la fuente de voltaje variable (VPS). 
 
 
 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
Realice los siguientes ejercicios: 
1.- Mida con el DMM la salida de VPS cuando realice el ejercicio 2 y 3. 
2.-Varíe de forma manual el voltaje de salida del VPS. 
3.-Varíe por software el voltaje de salida del VPS. 
 
Conexión 
 
 
Una vez realizado los ejercicios responda las siguientes preguntas: 
1.-¿Cuál es el rango del VPS? -12V a 12V 
2.-¿Cuál es la resolución del VPS de forma manual que lograste? 0.1V 
3.-¿Cuál es la resolución del VPS por software? 0.1V 
 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
Calcula los errores relativos porcentuales del valor solicitado por software y el valor 
medido con el DMM, de un valor positivo y uno negativo. 
Voltaje por software Voltaje medido Error relativo porcentual % 
5V 5.103 2.06% 
-5V -5.248 4.96% 
Desarrollo del ejercicio 3: 
Abra NI ELVISmx Instrument Launcher: 
 
Seleccione el generador de funciones (FGEN) y el osciloscopio (SCOPE).Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
Conexión: 
 
 
 
Contesta las siguientes preguntas: 
1.-¿Cuáles son los tipos de onda que genera el FGEN? Cuadrada, sinusoidal, triangular 
2.-¿Cuál es el rango de frecuencias que indica el fabricante FGEN? 200 mHz a 1 MHz 
3.-¿Es la misma que la medida con el osciloscopio? Si 
4.-¿Cuál es el error relativo porcentual entre las frecuencias generadas por FGEN? 
 Teórica Medida Error relativo porcentual % 
Frecuencia Mayor 1MHz 0.983 1.7% 
Frecuencia Menor 200mHz 213mHz 6.5% 
 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
5.-¿Cuál es el rango del osciloscopio para frecuencias? 200 mHz a 100MHz 
6.-¿Cuál es el rango del osciloscopio para voltaje? -10 V a 10 V 
7.-¿Cuál es la frecuencia máxima generada por el FGEN sin que exista atenuación o 
distorsión? 134 MHz 
8.-Configura el FGEN para mover de forma manual la frecuencia y el voltaje pp. 
Desarrollo del Ejercicio 3: 
Abra NI ELVISmx I nstrument Launcher: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
Seleccione las salidas digitales (DigOut) y las entradas digitales (DigIn). 
 
Configura los primeros 8 bits como salidas y los siguientes 8 como entradas, los bits que 
están configurados como salidas conéctalos a los LED’s del NI ELVIS II, también conecta 
tus entradas a las salidas para que leas los datos que envías. (Si no conectas las salidas a los 
LED’s y estos a las entradas, recuerda conectar resistencias de 1k a tierra para protección). 
Contesta las siguientes preguntas 
1.-¿Existe algún retardo al momento de escribir y leer datos digitales? 
 No existe 
2.-¿Qué sucede cuando se lee un dato y el modo de adquisición está en RUN ONCE? 
 Al parecer, prende un LED, pero, es momentaneo 
3.-¿Cuántas entradas y salidas digitales configurables tiene NI ELVIS II? 
24 
 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
Desarrollo del ejercicio 4: 
Abra Multisim Edu. 10.1.1, y abra un nuevo circuito en versión NI ELVIS II Schematic 
como se muestra en la siguiente figura. 
 
Ejercicio 4: 
Lista de componentes utilizados en este ejercicio: 
1 Resistencia de 1k, 2.2k, 1M, 7.5k, 4k, 8k 
2 4 push button 
3 Capacitor 1uF 
 
Arma el siguiente circuito en multisim con los valores reales de tus resistencias, calcula el 
valor del voltaje y compáralo con el medido en multisim. Ahora arma el circuito en el 
protoboard de NI ELVIS II y realiza las mismas mediciones y compáralas con los 
resultados anteriores y calcula el error relativo porcentual entre el calculado/multisim y 
entre el calculado/NI ELVIS II. 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
 
 
Recuerda que la ecuación del divisor de tensión es: 
𝑉𝑅2 = [
𝑅2
(𝑅1 + 𝑅2)
] 𝑉𝑜 
Datos del circuito: 
 Valor real 
R1 674 Ω 
R2 2.16 KΩ 
Vo 5 V 
VR2 3.021 V 
 
 Valor Calculado Valor Medido Error relativo porcentual % 
Multisim 10.1.1 3.81V 3.87V 1.57% 
NI ELVIS II 3.81V 3.107V 18.45% 
 
Arma el siguiente circuito y realiza el mismo procedimiento que en el anterior, sólo que 
esta vez mide la corriente del circuito 
 
 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
 Valor Calculado Valor Medido Error relativo porcentual % 
Multisim 10.1.1 1.76A 1.72 A 2.28% 
NI ELVIS II 1.76 A 1.42 A 19.32% 
 
Conclusiones: 
Escribe al menos tres oraciones que consideres concluyentes de la práctica. 
La plataforma que utilizamos es muy buena para la realización de practicas 
El tener conocimientos sobre esta me parece necesario para nuestro desarrollo 
Se aprendió de una forma sencilla y rápida el uso correcto de la plataforma 
Crees que es suficiente la información que se te dio en esta práctica para conocer el 
funcionamiento básico de la plataforma NI ELVIS II. ¿Por qué? 
Al ser solo un documento, me parece que faltaron indagar algunas de las características principales, 
Pero, no son obligatorias ya que al verlo de la forma en la que lo hicimos, es muy intuitivo poder 
Realizar mas con ella, tan solo haciendo una búsqueda rápida en Google. 
 
Apéndice: Agrega toda la información que consideres sea útil para mejorar esta práctica y 
facilitar el aprendizaje a futuras generaciones. 
A veces es mas cómodo ver videos y algunas personas lo entendemos mejor de esa manera, agregar 
Algunas ligas de videos relacionados con el tema me parece idóneo. 
 
 
 
 
Recomendación. - Para que te familiarices más con la plataforma NI ELVIS II abre 
multisim 10.1.1 y abre un circuito nuevo con ELVIS II y utiliza la herramienta Show 
Breadboard, se encuentra en el menú de TOOLS. Así podrás hacer cualquier conexión en 
un NI ELVIS II virtual en 3D como se muestra en la siguiente figura. (Ojo en la parte 3D 
no puedes correr el circuito) 
 
 
 
 
 
Universidad de Guadalajara 
Tópicos Selectos . 
 
Ejercicio divisor de voltaje: 
 
Conexión de un divisor de voltaje: