崇文LabVIEW编程公司

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使用LabVIEW建立太阳能模组特性参数之量测系统
概述：太阳能模组的量测系统需使用许多的量测元件，整合式的量测需要速度快与整合性佳的作业系统为核心。本研究采用LabVIEW作为系统软体，增加程式撰写的效率，可在短时间完成系统的建立；亦藉由其的仪器控制能力，可解决多种通讯介面的沟通问题，缩短整体系统开发所需时间。硬体的量测设备中，NI的DAQ资料撷取卡即可解决多处感测器的量测，并可利用DAQ卡的输出脚位达成所需的控制功能，单一DAQ卡片即可满足系统中之大部分功能的整合。使用GPIB介面的电子负载及示波器，配合LabVIEW人机介面达到自动化量测程序；并且透过LabVIEW所提供之计算功能，可将所量测得到的数据，做进一步的计算与分析。配合CVS机器视觉系统组件，可以检验出太阳能模组外观是否完整，同时监控系统现场画面。终整合上述各种功能，并配合LabVIEW软体开发出容易操控的人机介面，将可另使用者很方便的进行资料分析及取样，因此可建构出具低成本、能且易于操作之太阳能模组特性参数之量测系统。

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我们所建立的系统，是第二种虚拟实验「较实际的版本」。我们的系统主要是为了电子设计实验，并于实验室中附挂电子电路以趋近真实经验，另外能针对显示与分析目的而设定仪器/量测系统。不论是完整或特定的电子电路，均可应用此方法，但其实仅透过纸本就可呈现电路原型。使用者可真实互动实际的电子元件与仪器，甚至可透过手边的面包板与元件，直接于电路中配置/连接电子元件。
硬体架构
整体系统均以虚拟仪控为中心。虚拟仪器包含工业级标准的电脑或工作站，并已搭载驱动程式、高成本效益的硬体(如插入式介面卡)、功能强大的应用软体，以执行传统仪器的功能。但透过虚拟仪控，工程师可使用图形化的程式设计软体，依自己的特殊需求而建立使用者定义的解决方案。此外，早已普及的个人电脑即可使用虚拟仪控，提供传统仪器所无法达到的功能。图1 即为整体系统的简图。

图1. 远端电子实验系统的整体简图
软体开发平台
图2即显示远端电子实验的流程。我们使用LabVIEW而程式设计NI ELVIS。使用者介面主要可分为4大区块：实验输出指示元、硬体稳定度与网表(此文字档包含后电路设计的文字叙述)检查指示元、文字讯息、实验流程控制。

图2. 远端电子实验系统的软体流程图
使用者可虚拟配置3D 电路元件，再透过NI ELVIS 的原型制作机板完成电路设计。NI ELVIS 原型制作机板的3D 虚拟缩放/旋转功能，可让使用者真正感受到实际的互动，并于虚拟机板上附挂其他电路，就好像是真的在用硬体实验。
使用者介面可远端监控的实验室设定。实验输出指示元则具备数字与图形的输出区块。数字与图形的输出区块，将分别透过数字与图像的格式而显示实验结果。这些结果可能是电路中的潜在点或潜在电流。硬体稳定度检查指示元与网表检查指示元，均属于警示区块。只要实验课程期间发生错误事件，都会警告使用者。由于电子元件的使用寿命有限，因此好能避免硬体元件故障的情况，以获得有意义的结果。透过文字讯息控制元与指示元，学生就可与实验导师沟通。只要透过STOP 按钮，即可开始或终止实验。

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使用NI LabVIEW FPGA 建立高速控制系统，以测试美国太空总署(NASA) 微机电系统(MEMS) 的微快门(Microshutter) 装置
概述：使用NI LabVIEW FPGA Module与NI PXI-7813R可重设I/O模组，以定位磁石位置并进行输出，进一步以的同步作业控制MEMS微快门。

何谓微快门？
微快门是100 x 200 µm 的长方形快门，藉由其开关动作决定是否需阻挡光线。快门转轴安装于氮化矽的挠曲(Flexure) 之上，以磁性涂层(Magnetic coating) 进行运动，并可透过电力连结进行静电锁存。
当我们开始进行此专案时，快门阵列的制作程序实为开发中的复杂新技术。NASA 所制作的单一阵列为365 行与171 列所构成，共超过62,000 组快门。我们将快门固定于基板(Substrate) 上，并以1 组格线(Grid) 衔接阵列，使其可判断(Assert) 行列乃至于各组快门。若要开启快门，我们将1 组磁石传送过阵列前端，借以将高电压传导至每组快门的行列中。该磁场将开启快门，而行列之间的静电电荷将维持其开启状态。
我们自行制作快门阵列，以针对整体设计的某些概念进行测试。但此种测试的制程更为小心谨慎。透过NI PCI-7344 的4 轴式步进马达控制器，还有NI MID-7604 电动马达驱动器，我们所开发的软体可控制真空室(Vacuum chamber)、快门控制仪控作业、相机，与其他装置，以评估阵列的整体效能。
透过此系统测试，我们发现未受控制的快门释放(Shutter release)，将影响快门的效能。在此不进行控制的方法中，关闭快门行列的电源，才能够关闭快门。在每次开关的过程中，快门均对挡光板(Baffle) 产生冲击，并大幅缩短其使用寿命。
开发团队决定使用磁石以同步开启快门，并以磁场缓冲关闭快门时的冲击力道。于2005 年时，测试实验室完成同步化的锁存与释放(Latching-and-release) 功能。