LabVIEW-Kurs Fallstudie

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LabVIEW-Kurs Fallstudie

  1. 1. Aufgabe: Ist das Glas halb voll?
  2. 2. Roadmap <ul><li>Aufgabenstellung
  3. 3. Schritt 1: Sound einlesen
  4. 4. Schritt 2: Signalanalyse
  5. 5. Schritt 3: Interpolation, Ausgabe
  6. 6. Schritt 4: Kalibrieren, Dekoration, Realtest </li></ul>
  7. 7. Aufgabenstellung <ul><li>Wenn man z.B. mit einem Metallteil auf ein Glas klopft, klingt dieses in einer eindeutigen Frequenz. Wenn man es mit Wasser füllt, verändert sich diese.
  8. 8. Gesucht ist ein Programm, das aufgrund der Aufnahme mit der Soundkarte die Füllhöhe des Glases anzeigt.
  9. 9. Übungsziele: mit unbekannten Befehlen arbeiten, Wiederholung von Arrays, komplexen Datentypen, Schleifen,.., Frontpanelgestaltung </li></ul>
  10. 10. Schritt 1: Sound einlesen <ul><li>Die Soundkarte soll gestartet und getestet werden. Das funktioniert mit dem Befehl:
  11. 11. RMT >> Klassisch >> Programmierung >> Audio & Grafik >> Audio >> Eingabe >>Audioaufnahme
  12. 12. Dieser Befehl löst, wenn keine Mikrofone vorhanden sind, einen Fehler aus. Da wir ohnehin nur ein Glas haben (mit dem wir selbstverständlich am Ende testen), simulieren wir den Sound erst einmal. </li></ul>
  13. 13. Schritt 1: Simulation <ul><li>Anstelle der Live-Audioaufnahme verwenden wir *.wav-Files. Zuerst öffnet und dann liest man diese Files. Folgende Befehle erledigen dies:
  14. 14. RMT >> Klassisch >> Programmierung >> Audio & Grafik >> Audio >> Dateien >>Audiodatei öffnen bzw. Audiodatei lesen -> benötigen DirectX (!)
  15. 15. Zur Auswahl der Files verwendet man die Case-Aufgabe mit dem Listenfeld (-> Aufgabe 3). </li></ul>
  16. 16. Schritt 2: Signalanalyse <ul><li>Signal einlesen gibt ein Signal als Datentyp.
  17. 17. Unsere Simulation (Audiodatei lesen) gibt ein Array aus Signalverläufen .
  18. 18. Zweckmäßigerweise soll eine Konvertierung erfolgen, so dass man später mit Copy-Paste den Realtest durchführen kann.
  19. 19. -> Komplexe Datentypen </li></ul>
  20. 20. Schritt 2: Signalanalyse <ul><li>Von dem Signal betrachtet man zuerst das Leistungsspektrum. Dazu gibt es eine Funktion:
  21. 21. RMT >> Signalverlauf >> Analoger Signalverlauf >> Signalverlaufsmessungen >> Spektrum ermitteln
  22. 22. Ein Glas hat eine bestimmte Resonanzfrequenz, je nach Wasserstand. Diese bildet das Maximum im Spektrum. Man bekommt das Maximum mit der Statistikfunktion:
  23. 23. Express >> Signalanalyse >> Statistik </li></ul>
  24. 24. Schritt 2: Signalanalyse <ul><li>Von dem Signal betrachtet man zuerst das Leistungsspektrum. Dazu gibt es eine Funktion:
  25. 25. RMT >> Signalverlauf >> Analoger Signalverlauf >> Signalverlaufsmessungen >> Spektrum ermitteln
  26. 26. Ein Glas hat eine bestimmte Resonanzfrequenz, je nach Wasserstand. Diese bildet das Maximum im Spektrum. Man bekommt das Maximum mit der Statistikfunktion:
  27. 27. Express >> Signalanalyse >> Statistik </li></ul>Anwendungstipp: Beim Graphen fürs Spektrum mit RMT auf die Skala Autoscale X abschalten, dann hüpft die Graphik nicht so!
  28. 28. Schritt 3: Interpolation, Ausgabe <ul><li>Wir messen erst einmal die Resonanzfrequenz für das leere, halbleere und volle Glas.
  29. 29. Die gemessenen Werte können wir einmal in Excel / Calc anschauen.
  30. 30. -> Calc-Datei anschauen </li></ul>
  31. 31. Schritt 3: Interpolation, Ausgabe <ul><li>Erkenntnis: Eine Interpolation ist notwendig.
  32. 32. Wenn man mit LabVIEW arbeitet, ist es oft eine gute Idee, einfach einmal nach Befehlen zu suchen. Man kann dies in der Hilfe tun, oder direkt in der Funktionspalette. </li></ul>
  33. 33. Schritt 3: Interpolation, Ausgabe <ul><li>Angenommen, wir haben uns 1D-Array interpolieren ausgesucht. In der Hilfe (RMT auf Block) findet man die Belegung. </li></ul>
  34. 34. Schritt 3: Interpolation, Ausgabe <ul><li>Als Methode haben wir uns für Spline entschieden. Die Konstante kann man mit Dateneingabe (Tool 2) auf den Pfeil ändern.
  35. 35. X und Y sind offensichtlich Arrays mit Füllstand bzw. Frequenz.
  36. 36. xi ist der gesuchte Wert, yi der Füllstand, bei dem nachgeschaut wird. </li></ul>
  37. 37. Schritt 3: Interpolation, Ausgabe <ul><li>Die Interpolation liefert ein Array -> Datentypen!
  38. 38. Ausgabe erfolgt mit einem Tank:
  39. 39. RMT >> Numerische Anzeigelelemente >> Tank
  40. 40. Die Skala muss angepasst werden. </li></ul>
  41. 41. <ul>Schritt 4: Kalibrieren, Dekoration, Realtest </ul><ul><li>In diesem Schritt soll man noch die Werte kalibrieren können. Dazu verwendet man den Schalter und eine True-False-Funktion. Die Eingabeelemente müssen in Anzeigeelemente umgewandelt werden.
  42. 42. Wenn der Schalter gedrückt wird (wie bei Klingel), dann wird der Wert der Frequenz übernommen - sonst der alte. Das gibt eine Rückkopplung! </li></ul>
  43. 43. <ul>Schritt 4: Kalibrieren, Dekoration, Realtest </ul><ul><li>Als letzter Schritt soll die Deko verändert werden – hierzu großzügig mit Farbe (Werkzeugpalette) und Labels gestalten.
  44. 44. Außerdem können Sie den Tank umgestalten, dazu verwenden ziehen Sie den Bildausschnitt glas.png bzw. tasse.png ins Blockdiagramm.
  45. 45. Dieser wurde mit RMT >> Fortgeschritten >> Anpassen.. erstellt. </li></ul>
  46. 46. <ul>Schritt 4: Kalibrieren, Dekoration, Realtest </ul>Für den Realtest können Sie (nachdem alles klappt!) RMT >> Klassisch >> Programmierung >> Audio & Grafik >> Audio >> Eingabe >>Audioaufnahme statt der Simulation verwenden.

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