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