Ausbildungsplattformen für spannenden Unterricht. Ingo Földvári Academic Relations Manager National Instruments Central Europe

Transkript

1 Ausbildungsplattformen für spannenden Unterricht Ingo Földvári Academic Relations Manager National Instruments Central Europe

2 Schüler im Unterricht

3 Lebenslanges lernen muss Spaß machen! 5-Jährige > 22- Jährige 8-Jährige 18-Jährige Die ipod Generation kommt! 12-Jährige

4 CER Academic Team Ingo Földvári Ingo Földvári betreut schwerpunktmäßig die Fortbildung von Lehrkräften und die konzeptionelle Integration von NI-Technologien und der grafischen Programmierung in den Sekundarstufen I und II und der betrieblichen Ausbildung. Melanie Binggeli berät und unterstützt Sie bei der Beschaffung und Implementierung von NI-Academic- Konzepten in Ihrem Unterricht in der Schweiz. Schwerpunkte sind dabei die Berufsbildung, Techniker- und Fachhochschulen sowie Universitäten. Melanie Binggeli Marc Backmeyer nutzt seine Erfahrung, um NI- Technologien an Universitäten zu demonstrieren und mit Ihnen zusammen computerbasierte Mess- und Automatisierungslösungen für Ausbildung und Lehre zu spezifizieren. Marc Backmeyer Stefan Riedel Stefan Riedel berät Sie im technischen Innenvertrieb bei Fragen und Konzeption für die Bereiche Schaltungssimulation, Schaltungserfassung und Erstellung von Leiterplattenlayouts. Jan Kniewasser Jan Kniewasser konzentriert sich auf die Integration der NI Produkte und Technologien in Hochschulen und Ausbildungseinrichtungen mit einem Schwerpunkt auf der Mess- und Regelungstechnik.

5 Die Arbeit des Academic-Teams Verantwortlich für Ausbildung und Lehre National Instruments in Academia Lizenzen Produkte NI LabVIEW Academy Training und Zertifizierung Mitarbeiter Hochschulen, Schulen und Ausbildungsbetriebe Feedback und Networking Lehrveranstaltungen und Labore Best Practise online Austausch von Unterlagen Vereine und Initiativen FIRST LEGO LEAGUE ROBOCUP IKIT Schülerlabore Partner und Verlage Vernier (SensorDAQ) Quanser (NI ELVIS) EMONA (NI ELVIS) Hanser Akademischer Fachbuchverlag Springer Franzis

6 National Instruments in Ausbildung und Lehre Global und in vielen Fachbereichen Unterstützung bei der Entwicklung von Lehr- und Laborkonzepten Qualitätssiegel durch die NI LabVIEW Academy NI HQ

7 National Instruments in Ausbildung und Lehre Intuitive und durchgängige Plattformen fördern ein nachhaltiges Lernen.

8 NI LabVIEW Front Panel LabVIEW programs are called Virtual Instruments or VIs. Each VI has two windows Front Panel User Interface (UI) Controls = User Inputs Indicators = Outputs Block Diagram Program Code Data travels on wires from controls through functions to indicators Blocks execute by Dataflow Block Diagram

9 Anwendungsbeispiele Beispiel (7109) Tutorium (8928) Veröffentlichungen (1422) Webcasts und Videos (1292)

10 Anwendungsbeispiel Hochschule: FH Nordwestschweiz, Studienarbeit im 5. Semester Aufgabe: Stabilisierung eines aufrecht rollenden Roboters Stabiles Balancieren an Ort und Stelle Positionsregelung Fernsteuerung Umsetzung: NI LabVIEW und LEGO MINDSTORMS NXT

11 NXT Standalone Control & Simulation Projekt an der FH Nordwestschweiz LEGO MINDSTORMS NXT powered by LabVIEW

12 Anwendungsbeispiel Hochschule: Colorado State University, Mechatronics and Controls Lab Aufgabe: Entwicklung eines Rastersondenmikroskops Kostengünstig Forschung im Bereich der Nanotechnologie Verwendung von freierhältlichen Bauteilen Umsetzung: NI LabVIEW und NI ELVIS

13 Anwendungsbeispiel Hochschule: Uni Karlsruhe, Institut für Theoretische Elektrotechnik und Systemoptimierung Aufgabe: Elektrotechnisches Grundlagenpraktikum Grundlagen der Messtechnik Charakterisierung von Sensoren Charakterisierung von Messfehlern Umsetzung: NI LabVIEW und NI ELVIS

14 Anwendungsbeispiel Neigungstisch mit Beschleunigungssensor

15 NI ELVIS II Hardware Specifications Oscilloscope 16 bit resolution 1.25 MS/s single channel, 500kS/s two channel aggregate 1 to 1.5 MHz Bandwidth NI ELVIS II+ 100MS/s Sampling Rate 50MHz Bandwidth(-3dB) Digital Multimeter Isolated measurements 5½ digit resolution 60 VDC, 20Vrms, 2 ADC, 2 Arms, 100MΩ Internal Circuit Protection Resettable fuses USB Connectivity Plug-and-play capability USB 2.0 Connection Function Generator 10-bit, 5V range 0.2 Hz to 5 MHz Sine 0.2 Hz to 1 MHz Triangle/Square Software or manual control BNC or prototyping board connection

16 NI ELVIS II Hardware Specifications Impedance Analyzer 0.2 Hz to 35 khz Range NPN, PNP, Diode Other Analyzers: Bode Analyzer 2-wire Current Voltage Analyzer 3-Wire Current Voltage Analyzer Integrated DAQ AI sampling rate 1.25 MS/s single channel, 500kS/s two channel 16 bit resolution AO 2.8 MS/s update rate 24 DIO lines, 15 PFI, 2 CTR Prototyping Board Updated connections Detachable User-defined Banana Plugs, BNC, D-Sub connectors Variable Power Supply 10 bit resolution 0 to +12V, 0 to -12V 500 ma current range

17 NI ELVIS II Multidisciplinary Teaching Platform Circuits Measurements Control Embedded Communications Electrical, Biomedical, Mechatronics Physics, Chemistry Electrical, Mechanical, Systems Electrical, Computer Electrical, Computer, Physics

18 NI ELVIS II Custom Circuits Template

19 NI ELVIS II Custom Circuits Template Designed using the NI Circuit Design Suite

20 Anwendungsbeispiel Einrichtung: CERN, Large Hadron Collider (LHC) Aufgabe: Echtzeitsteuerung der Kollimatoren* 120 Systeme auf 27km verteilt 600 Schrittmotorensteuerung Synchronisierung unter 1 ms Umsetzung: NI LabVIEW Real-Time und FPGA, PXI, R-Series * Ein Kollimator absorbiert energiegeladene Teilchen, die den nominalen Kernstrahl verlassen, mit Blöcken aus Graphit oder anderem schweren Material.

21 CERN LHC

22 Anwendungsbeispiel Einrichtung: ESO, Extremely LargeTelescope (ELT) Aufgabe: Regelung einer 3k x 6k großen Matrix in unter 1ms 3000 Aktoren 6 Sensoren Regelzyklus < 1ms Umsetzung: NI LabVIEW Real-Time, Multicore European Southern Observatory Extremely Large Telescope (ELT)

23 Anwendungsbeispiel LabVIEW and the Large Telescope 984 Spiegel Aktoren Sensoren 3k x 6k Matrix 1 Millisekunde European Southern Observatory Extremely Large Telescope (ELT)

24 Anwendungsbeispiel LabVIEW and the Large Telescope M4 Spiegelfolie mit 2m Ø 9k x 15k Matrix European Southern Observatory Extremely Large Telescope (ELT)

25 Anwendungsbeispiel Einrichtung: HTWG Konstanz Aufgabe: Steuerung eines Photovoltaik-Brennstoffzellen-Boots Energiemanagement Informationmanagment Einsatz für Forschung und Freizeit Umsetzung: NI LabVIEW, NI CompactRIO, NI Touchpanel PC Figure 1: PV-H2 Research Vessel Solgenia Figure 2: Overview of Information-Management-System

26 Anwendungsbeispiel Steuerung eines Photovoltaik-Brennstoffzellen-Boots

27 Anwendungsbeispiel Einrichtung: TU Dresden, Fakultät für Transport und Verkehrstechnik Aufgabe: Online-Monitoring-System für eine Straßenbahn Beschleunigung, Position und Kräfte an Drehachsen Fahrendes Labor für Studenten Umsetzung: NI LabVIEW, NI CompactRIO

28 Anwendungsbeispiel Online-Monitoring-System für eine Straßenbahn Lehre, Forschung & Industrie TU Dresden, Faculty of transportation science Bombardier, Kistler, IMA, Harting on-the-track student lab

29 Anwendungsbeispiele

30 NI Software für Hochschulen Try the entire LabVIEW Platform LabVIEW Development System LabVIEW SignalExpress Adaptive Filter Toolkit Advanced Signal Processing Toolkit Control Design and Simulation Module Database Connectivity Toolkit DataFinder Toolkit Datalogging and Supervisory Control Module Desktop Execution Trace Toolkit Digital Filter Design Toolkit FPGA Module Internet Toolkit MathScript RT Module Microprocessor SDK Mobile Module NI Motion Assistant PID Control Toolkit Real-Time Execution Trace Toolkit Real-Time Module Report Generation Toolkit for Microsoft Office Simulation Interface Toolkit SoftMotion Module Sound and Vibration Suite Statechart Module System Identification Toolkit Touch Panel Module Unit Test Framework Toolkit VI Analyzer Toolkit Vision Development Module ni.com/labview

31 NI Lizenzmodelle für Hochschulen NI Academic Site License (ASL) Nur für den Einsatz in der Lehre Software Update zwei mal pro Jahr (Mrz/Apr und Aug/Sep) Zusätzlich Option einer Student Install Option Part Number Euro* 1 Dept Teaching LabVIEW Core ,599 2 Dept Teaching Controls & Embedded Option A ,399 3 Dept Teaching Signal Proc & RF Option A ,399 5 Department Teaching License B ,349 6 College Teaching License B ,699 7 Campus Teaching License B , Department Teaching Circuits Option , College Teaching Circuits Option , Campus Teaching Circuits Option ,849 A - Must purchase Department Teaching LabVIEW Core B - Includes software media of items 1, 2, and 3 *Price maybe subject to changes

32 NI Lizenzmodelle für Forschungsprojekte an akademischen Einrichtungen NI ASL Research Option Small, Medium, Large Erfordert eine beliebige ASL Teaching Lizenz 1-Seat, 5-Seat, 10-Seat Ermöglicht den (LabVIEW) Einstieg ohne eine vorhandene ASL Teaching Lizenz Part Number Euro* 8 Research 5-seat License B ,599 9 Research 10-seat License B , Small Research Option (25 seats) B , Medium Research Option (50 seats) B , Large Research Option (50+ seats) B ,399 A - Must purchase Department Teaching LabVIEW Core B - Includes software media of items 1, 2, and 3 *Price maybe subject to changes

33 Die Wartung Ihrer Lizenz Telefonischer Support Kostenfreie Updates 2x pro Jahr Lizenzserver (NI VLM oder FlexLM) möglich Part Number Euro 5 Department Teaching License B ,849 6 College Teaching License B ,749 7 Campus Teaching License B ,599 8 Research 5-seat License B ,299 9 Research 10-seat License B , Small Research Option (25 seats) B , Medium Research Option (50 seats) B , Large Research Option (50+ seats) B , Department Teaching Circuits Option , College Teaching Circuits Option , Campus Teaching Circuits Option ,399 A - Must purchase Department Teaching LabVIEW Core B - Includes software media of items 1, 2, and 3 *Price maybe subject to changes

34 Unterricht