SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS CON UN COMPUTADOR IBM-PC

1. SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS CON UN COMPUTADOR IBM-PC Laboratorio de Física II Ingeniería Plan Común Departamento de Física

2. TetraNote-S/XS Sistema de adquisición de datos • dispositivos y/o procesos utilizados para adquirir información, • ya sea para caracterizar o para analizar algún fenómeno.

3. Ejemplo de sistemas de adquisición de datos • Antiguamente: el registro, sobre un papel, de las temperaturas de un horno • Actualmente: el registro se realiza a través de equipamientos electrónicos y computacionales. • Los computadores: en la actualidad son indispensables en nuestras vidas y tienen una gran participación en la adquisición de datos. • Rol del PC: Dependiendo del nivel de conocimiento del usuario, y del hardware disponible, el computador puede jugar varios roles para lo cual se requiere de un software específico necesario, para instruir al computador de como manejar los datos. • Actualmente existen en el comercio una gran cantidad de sistemas de adquisición de datos, destinados a diversos propósitos. • En el desarrollo del presente curso utilizaremos en nuestro laboratorio la Interface Science Workshop con puerto SCSI y el software DataStudio de la PASCO

4. Interface Science Workshop con puerto SCSI y el software DataStudio de la PASCO • es un sistema que permite la recopilación, análisis y presentación de datos en ambiente Windows • que puede crear y realizar experimentos de Ciencias generales, Biología, Física y Química • de cualquier nivel de estudios.

5. Interface Science Workshop con puerto SCSI y el software DataStudio de la PASCO En general dicho sistema permite: • Programar o planificar la toma de datos • Monitorear hasta 3 variables, pudiendo graficar, analizar, imprimir, mostrar y grabar los datos. • utilizando el PC como osciloscopio. • Plotear en un gráfico las variables. • Realizar ajustes en las escalas de los gráficos. • Manipular datos (borrar o agregar, estudios estadísticos). • Utilizar el PC junto a un amplificador de potencia como generador de onda de frecuencia, forma y amplitud variable • Utilizar el PC junto al amplificador de potencia como una fuente de poder continua regulable.

6. INTERFASE SCIENCE WORKSHOP 750 con tarjeta SCSI. (CI-6450) • Permite utilizar el PC como un sistema de adquisición de datos que puede tomar hasta 250.000 lecturas/ seg • Junto con el Amplificador de Potencia se obtiene un Generador de señales electricas de 1.5 Watt, • Permite habilitar el sistema como un Osciloscopio en tiempo real

7. Caracteristicas de la Interface ScienceWorkshop 750 : • Tasa de muestreo : hasta 250.000 Hz por canal analogico • Conneccionrápida con tarjetaSCSI . La tarjeta SCSI de 8-bit permite la alta tasa de muestreo de hasta 250 lect./seg • Generador de Señales Electricas de 1.5 W . Permite realizar experimentos requieran señales electricas con frequencia de hasta 50 KHz y 1.5 watt (300 mA) , al utilizar adicionalmente un amplificador de Potencia • Posee 4 Canales Digitales y 3 analógicos

8. Caracteristicas de los canales analogicos de la Interface ScienceWorkshop 750 : • Permite hasta 250.000 lecturas/Segundo (en cada canal) • Permite disponer de un Osciloscopio de 20 KHz (hasta 40 cuadros por segundo) • Los 3 canales análogos de entrada son ndependientes, hasta ±10 V

9. Especificaciones Técnicas de la Interface ScienceWorkshop 750 • Alimentación: 12 a 20 VDC a 2 A, • Coneccion al PC : Por la tarjeta SCSI, de 8-bit • Coneccion Alternativa al PC: Por la puerta RS- 232 • Canales Digitales: 4 canales digitales de entrada/salida • Canales Analogicos de Entrada: 3 de entrada diferencial • Conversion de Analogo a Digital: Para señales electricas menores que 100 Hz , mejora la precisión de los datos • Salida Analogica: rango DC: -4.9976 V a +5.0000 V • Requerimientos Computac.: Windows 3.1, Puerta SCSI • Requerimientos de Software: requiere el software DataStudio 1.0 o ScienceWorkshop 2.3 o posterior

10. AMPLIFICADOR DE POTENCIA CI-6552A • Junto con la InterfaceScienceWorkshop 750, permite utilizar el sistema como • un Generador digital de señales electricas o como • una fuente de poder controlada de corriente continua, con una corriente de salida de hasta 1 Amp

11. Especificaciones técnicas del AMPLIFICADOR DE POTENCIA CI-6552A • Voltaje Variable de salida: Hasta ±10 V • Corriente de salida: Hasta 1 Amp • Rango de Frequencia: Desde Corriente continua hasta 50 kHz • Resolucion: 0.01 Hz • Baja Impedancia de salida: <1 Ohm

12. Sensor de Radiación TD 8553 • Mide intensidad de radiación térmica emitida por un objeto, • desde el amarillo-verde hasta el infrarrojo (0.6 a 30 µm).

13. Sensor de Voltaje ( CI-6503 ) puede medir • Voltaje AC y • voltaje DC desde -10 V a +10 V.

14. Sensor de Corriente (CI-6556 ): • Rango de medicion de corriente + 1.5 A, • con una resolucion de 5 mA (1X gain), 0.5 mA (10X gain)

15. Sensor de Conductividad - 1x Probe (CI-6729): • Permite medir la conductividad de soluciones acuosas en (µS/cm) en 3 rangos de sensibilidad • (0-200), • (0-2.000) y • (0-20.000) (µS/cm)

16. Sensor de Temperatura (CI-6505B ): • Permite medir Temperatura entre -5 °C y + 105°C. • Con una precision de ±1 °C

17. Sensor de campo Magnetico (CI-6520A) • Permite medir campos magnéticos en un rango de 10 to 2.000 Gauss • con una resolución de ±10 Gauss

18. Software Data Studio • Permite adquirir y manipular datos tomados con las interfases y sensores de PASCO • Permite mostrar las mediciones de maneras diferentes, • Permite analizar los datos con poderosas herramientas computacionales • Permite redactar informes incluyendo los datos experimentales de manera automática. • Permite crear libros o apuntes electrónicos o tomar algunos de los de la librería

19. Gráficos con Data Studio • Superposición de varias tomas de datos de diferentes sensores y/o funciones de modelado • El eje de las X puede ser el tiempo o cualquier otra variable o cálculo de ellas • Escala automática • Zoom in y zoom out • Selección gráfica de datos relevantes • Ajustes y modelado • Cálculos sobre datos y funciones • Integración y derivación gráfico-numérica • Mediciones absolutas y relativas entre puntos de cada gráfico • Ajuste unificado o independiente de escalas y puntos de origen • Espacios para anotaciones • Estadísticas variadas • Preajuste de las preferencias de graficación

20. Histogramas con Data Studio • Múltiples canales • Diversos tamaños de "contenedor"

21. Regresiones y modelización con Data Studio • Permite gran variedad de modelos de ajuste, Por Ej.: proporcional, lineal, polinomial, logarítmico, exponencial, senoidal (Fourier), etc • Optimización automática por iteración • Acepta constantes o funciones definidas por el usuario • Es posible probar uno o más ajustes simultáneos sobre cada conjunto de datos

22. Osciloscopio Digital con el Data Studio • Hasta 5 trazos simultáneos • Trigger • Memoria • Amplitud y offset independiente para cada trazo • Modo XY • Ajuste de ancho de trazo • Cursor inteligente

23. Analizador de espectros de frecuencia con el DS • Transformada Rápida de Fourier (TRF o FFT) en tiempo real • Selección de la cantidad de puntos utilizados por el algoritmo (a más puntos mejor resolución y menor frecuencia de actualización) • Cursor inteligente • Exportación de datos

24. Generador de funciones con el Data Studio • Ajuste digital de frecuencia y amplitud • 1mHz a 50kHz de a 1mHz • 0 a 10Vpp de a 10mV • Senoidal • Triangular • Cuadrada • Rampa ascendente y descendente • Continua • Rampa ascendente y descendente sin cruce por cero (solo +) • Cuadrada sin cruce por cero (solo +) • Encendido/apagado independiente o automático sincronizado con la toma de datos

25. Tablas de datos con el Data Studio • Múltiples columnas • Múltiples sesiones de toma de datos • Posibilidad de edición de puntos • Sincronización con las selecciones realizadas sobre gráficos • Resúmen estadístico de cada columna: máximo, mínimo, media, desviación estándar

26. Indicadores Analógicos y Digitales con el Data Studio • Indicadores Analógicos y Digitales • Las mediciones o cálculos se pueden presentar también como indicadores tradicionales digitales o de aguja. • El tamaño es ajustable, de manera que puede ocupar toda la pantalla para demostraciones frente a curso

27. Calculadora científica experimental con el Data Studio • Calculadora científica experimental • Cálculos en tiempo real sobre las variables medidas, u otros cálculos anidados • Los cálculos pueden recibir nombres de variables • Las variables son tratadas por el resto del programa como si se tratara de una entrada más

28. Libros electrónicos de trabajos prácticos con el Data Studio • Pueden contener la teoría subyacente, indicaciones experimentales o informes • Múltiples páginas • Importación directa de textos escritos con procesadores (acepta copiar y pegar, para la mayoría de los formatos) • Inclusión de diagramas y fotos • Incorporan cualquier combinación de las ventanas de presentación de datos del Data Studio, en las que se limita la cantidad de controles a gusto del docente • Zonas editables por los alumnos (por ejemplo para escribir los informes, incluir fotos o tablas con datos medidos) • Cada libro se guarda en un archivo único, de manera que es sencillo hacer copias de seguridad, enviarlo por e-mail, etc. • Amplia variedad de experimentos sugeridos en libros pre-armados

29. Importación y exportación de datos con el Data Studio • Los datos importados o cargados manualmente son tratados en un pie de igualdad con los nativos • Se pueden exportar imágenes, textos o tablas de datos ASCII separados por TAB (compatibles con Excel y otros paquetes)

30. Tiempo Real y Data Studio • Todos las ventanas del programa se actualizan en tiempo real (mientras que se toman los datos) • Por ejemplo: es posible observar simultáneamente el desarrollo temporal y el contenido espectral de un sonido tomado en vivo • Aún las regresiones y ajustes funcionan en tiempo real

31. fin