에러여부를 확인할 수 있으며 그 즉시 프로그램 실행도 가능하다.
하지만 이런 LabVIEW도 단점을 가지고 있다. 구현의 단순성에 의한 다양한 시스템 구현이 어렵고 실행 속도가 느리다. 따라서 프로그램의 구조가 복잡해질 가능성이 있고 이들의 문서화 작업에 어려움이 따른다.
4. 실험기구
ELVIS, LabView, 컴퓨터, 브레드보드, DC모터, 전선 등
5. 실험과정
(1) DC모터를 브레드보드에 아래와 같이 연결한다.
모터 +전압
빨간선 : Variable Power Supply+에 SUPPLY+
검정선 : Variable Power Supply+에 GROUND
파랑선 : DC Power Supplies에 GROUND,
갈색선 : DC Power Supplies에 +5V,
검정선 : 채널 ach0+,
분홍선 : X
(2) LabView 프로그램을 실행한 후 아래 사항을 참고하여 Block diagram에 모터출력 센싱부와 모터 입력부를 구성한다.
모터 입력부
모터 출력 센싱부
① 모터 출력부
② 모터 입력부
(3) 작업이 완료되면 프로그램을 실행시켜 전압별 RPM과 Frequency, Amplitude, 그래프에 출력되는 값을 얻는다.
6. 결과 및 고찰
(1) 사용한 모든 VI의 Front panel 과 Block diagram
1.03V
frequency : 8.89
RPM : 533.25
1.97V
frequency : 20.02
RPM : 1201.31
3V
frequency : 32.01
RPM : 1920.68
4.03V
frequency : 44.73
RPM : 2683.9
4.97V
frequency : 56.06
RPM : 3363.4
(2) 전압별 그래프
① 전압별 RPM변화 그래프
4.03V에서 약간 기울어져 있지만 선형에 가까운 모습이다.
② 전압별 전압 강하량의 차이
전압별 전압 강하량을 그래프로 살펴보면 1V에서 5V까지 거의 비슷했고 전압강하의 횟수가 점차 증가하였다. amplitude와 frequency값을 보면 자세히 알 수 있는데 amplitude(진폭)의
값이 거의 일정하고, frequency(주파수)는 점차 증가한다.
③ 주기로 구한 이론값과 실험값의 오차
전 압
주 파 수
오 차(%)
R P M
오 차(%)
실험값
이론값
실험값
이론값
1V
8.89
9
1.22
533.25
540
1.25
2V
20.02
20
0.1
1201.31
1200
0.11
3V
32.01
32
0.031
1920.68
1920
0.04
4V
44.73
45
0.6
2683.9
2700
0.6
5V
56.06
56
0.11
3363.4
3360
0.1
* 계산 방법
▶ 주파수
주기와 주파수는 서로 역수의 관계로 주파수는 그 교류 신호가 1초에 몇 번 반복되느냐를
나타낸다.
주파수 계산 : 1초에 반복되는 횟수 ()
▶ RPM 계산
▶ 오차
주파수와 RPM의 오차는
거의 비슷하게 나왔다.
(3) 프로그램에서 사용된 아이콘
장치 번호를 수락하는 다형성 VI.
+ 전압을 공급.
업데이트 지정된 전압과 초기화하는 동안 지정한 공급 장치의 출력.
그래픽 카드 결정.
한 개의 버추얼 채널 또는 버추얼 채널 세트를 생성하고 이를 태스크에 추가한다.
태스크를 삭제한다. 삭제하기 전에, VI는 태스크를 정지(필요한 경우)하고 태스크가 보존한 리소스를 릴리즈한다.
태스크를 실행 상태로 변환하여 측정 또는 생성을 시작.
최대전압 : +5V
최소전압 : -5V
수집하거나 생성하는 샘플의 개수를 설정하고 필요한 때 버퍼를 생성한다. 이 다형성 VI의 인스턴스는 태스크에 사용할 타이밍의 타입에 대응
주파수 및 RPM
파형그래프를 볼 수 있게 해줌
주기를 알 수 있음.
지정한 태스크 또는 버추얼 채널에서 샘플을 읽는다.
신호를 읽는 속도 결정
(4) 비고 및 고찰
이번실험은 DC모터의 전압별 회전수를 측정하는 실험이었다. 전압을 DC모터에 공급해주면 DC모터는 천천히 회전하고 회전하는 동안에 모터의 구멍으로 LED가 투과되고, 구멍을 통해 전달되는 빛을 받아 NI ELVIS위에 설치되어 있는 브레드 보드로 신호를 전달시켜주고 브레드 보드에서는 다시 LabView프로그램으로 신호를 전달시켜 컴퓨터 모니터 화면을 통하여 각각의 전압값에 대응하는 시간과 진폭을 그래프로 출력시켜 주었다.
LabView로 프로그램을 구성할 때 강의록을 보고 했으나 조금씩 다른 부분 때문에 제대로 실행되기까지 시간이 많이 걸렸다. 다 구성하여 실행 하였을 때도 프론트 패널에서의 그래프모양이 강의록대로 안 나왔고, DC모터 역시 led가 켜지다 꺼지다 하면서 접촉이 잘 안되었다. 실험을 하다가 알게 된 것인데 DC모터에서 브레드보드 판에 연결할 때 DC모터의 선을 바로 꽂으면 선이 연하기 때문에 제대로 접촉이 안 된다고 했고, 그래서 따로 전선을 DC모터의 선과 꼬아서 꽂아야 했다. 그러나 다시 실험을 해도 그래프모양이 나오고 안 나오고를 반복했다. 접촉상태가 불량이기도 했지만 그래프자체에도 약간의 문제가 있다고 하여서 장소를 옮겨서 실험을 했다.
실험 결과 전압별로 RPM을 알아보는 실험에서 그래프가 선형으로 나왔지만 5번만의 결과로 선형을 추측하는 것 보다 전압을 조금 더 촘촘히 많이 측정하였더라면 그래프가 정확히 선형으로 나온다는 것을 알 수 있을 것이다. 실험을 하는 과정에서의 오차는 DC모터에서 전선의 접촉상태와 브레드보드판상에서의 연결이 잘 안되거나 주변소음의 미세한 진동으로 발생했을 것이다.
주파수와 RPM의 이론값을 계산할 때 주기는 파장의 골에서 다음 골 혹은 마루에서 다음 마루까지 도달하는데 시간이 얼마나 걸리는가를 나타내므로 주파수를 측정하는 방법을
로 계산하는 방법도 있다. 이 식을 사용하면 1V : 0.12s, 2V : 0.05s, 3V : 0.027s, 4V ; 0.02s, 5V : 0.018s로 나와, 주파수는 1V부터 5V까지 각각 8.33. 20, 37.04, 50, 55.56로 나온다. 1초에 반복되는 횟수를 세는 방법보다 전체적으로 오차가 더 발생하고, 이는 그래프에서 1V에서 5V로 갈수록 그사이의 거리를 눈으론 제대로 파악 할 수 없기 때문이다.