TEEL 2032: Laboratorio de Electrónica IDepartamento de Física y Electrónica

Universidad de Puerto Rico en Humacao2014-2015

Práctica 7: Medir curva característica de componentes electrónicos utilizando LabVIEW

Objetivo:

Desarrollar programa (VI) para obtener curva características de resistor y diodo semiconductor utilizando LabVIEW.

Referencias:

1. Notas y enlaces en página del curso (http://mate.uprh.edu/~iramos/teel2032.html).

1. Introducción: La teoría sobre el funcionamiento de los circuitos que construiremos en este laboratorio ya fue discutida en laboratorios o cursos anteriores. En este laboratorio exploraremos el uso del programa LabVIEW para automatizar las medidas de corriente y voltaje y trazar las curvas características, Corriente (I) versus Voltaje (V), para tres componentes distintos, resistor, capacitor y diodo semiconductor.

La figura 1 muestra un circuito básico que puede utilizarse para trazar la curva característica del componente. Para obtener los datos se incrementa el voltaje en la fuente y para cada voltaje se mide el el voltaje y corriente en el componente. Si no es posible medir corriente eléctrica, se puede medir el voltaje en RL

y calcular la corriente utilizando la Ley de Ohm.

Para obtener la curva característica utilizando LabVIEW debemos comenzar por activar los subVIs que controlan el multímetro digital y el Power Supply. El Power Supply se utilizará para proveer el voltaje de

entrada y el multímetro digital para medir voltaje en el resistor.

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Práctica 1: Sub VIs para controlar Multímetro Digital y Power Supply

1. Multímetro Digital: En el laboratorio anterior se desarrolló un VI para controlar el multímetro digital y se verificó que podía utilizarse para hacer medidas de resistencia y voltaje. El VI se guardó en el archivo DMM34401.vi. Abra su archivo DMM34401A.vi y asegúrese que tiene los siguientes elementos: debe permitir al usuario seleccionar el tipo de medida que desea (Corriente, Voltaje, etc) y los terminales a los que se conectará el componente. Además debe mostrar el resultado de la medida. También puede modificar uno de los programas disponibles en el banco de ejemplos de LabVEIW. La dirección del instrumento debe fijarse con una constante o pedirle al usuario que la entre. Verifique nuevamente que su VI funciona y conviértalo en un subVIs activando las entradas y salidas de información en el Icono-Conector como estudiamos en el laboratorio anterior.

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Práctica 2: Medidas de corriente y voltaje en componente

1. Construya el circuito en la figura 1, utilizando un resistor de salida (RL) de 1kΩ y cualquier resistor en lugar del componente.

• Panel Frontal: Inserte controles en el Panel Frontal para que el o la usuaria pueda 1) seleccionar el valor del componente (en este caso resistencia) y 2) seleccionar el voltaje que suplirá el Power Supply. Inserte indicadores que muestre los siguientes resultados: voltaje y corriente en el componente.

• Diagrama de Bloque: Inserte los subVis PS3631A.vi y DMM34401A.vi y complete su programa para que mida el voltaje através de RL, calcule y muestre la corriente en el circuito. Programe el multímetro digital para medir voltaje. Utilizando las operaciones aritméticas en la paleta de herramientas (resta y división), utilice el voltaje en el Power Supply, la medida de voltaje en el multímetro digital, y el valor de las resistencias para calcular la corriente en el circuito. Conecte los componentes utilizando la herramienta de alambrado. Esta es la parte crítica del programa, asegúrase que los datos que llegan desde el panel frontal se procesen correctamente y que los resultados regresen al Panel Frontal para mostrarse al o a la usuario(a).Guarde su VI con el nombre, corriente-voltaje.vi. Conecte el multímetro digital através RL y verique el funcionamiento de su programa. Muestre los resultados a la profesora.

Práctica 1 (cont): Sub VIs para controlar Multímetro Digital y Power Supply

2. Power Supply: Configure el VI del Power Supply utilizando los elementos en la Paleta de Instrumentos. También modificar algún programa en el banco de ejemplos de LabVIEW.. Configure su VI y guárdelo con el nombre PS3631A.vi. El VI debe tener los siguientes elementos: permitir al usuario seleccionar el tipo de salida que desea (voltaje, etc.) y los terminales. Además debe mostrar el valor seleccionado. En el caso de la dirección del instrumento debe fijarla con una constante o pedirle al usuario que la entre. Verifique que puede controlar el power supply con el VI antes de proseguir. Convierta PS3631A.vi activando el Icono-Conector.

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Práctica 3: Medidas Múltiples

1. En esta práctica se desarrollarán medidas múltiples de corriente y voltaje y se mostrará la curva característica en una gráfica. En resumen, debemos añadir un ciclo de repetición al VI corriente-voltaje.vi. Para esta parte puede modificar el VI anterior o convertirlo a subVI e insertarlo en un programa nuevo.

2. Ciclo: Para poder desarrollar medidas múltiples debemos añadir un ciclo de repetición a su programa. La figura 2 muestra un modelo de algorítmo para su programa utilizando un Ciclo While. Puede repasar la forma de trabajar con ciclos en el ejercicio Loops del laboratorio anterior. La parte en azul representa su programa corriente-voltaje.vi.

3. VI: Asegúrese que el Panel Frontal tiene toda la información que el o la usuaria debe insertar para obtener la curva característica: Voltajes inicial y final, Resistencia, etc). Debe también incluir los resultados que se mostrarán al ejecutarse el VI (Medidas instantáneas, gráfica, etc). En la figura 2, se utiliza la gráfica Waveform Chart para recopilar los datos. De necesitar ayuda para el flujo de información hacia la gráfica, repase el Módulo Charts. Sugerencia: Utilice indicadores temporeros (que se removerán al final) para ver si las distintas partes del programa están funcionando.

4. Conecte los instrumentos al circuito que construyó en la Práctica 2. Ejecute su programa y verifique su funcionamiento. Muestre su programa funcionando a la profesora. De lo contrario no se acreditará.

Práctica 4: Curva Característica del Diodo Semiconductor

1. Sustituya el resistor por un diodo semiconductor y ejecute el programa. Muestre los resultados a la profesora.

2. Nota: Tome en cuenta que si aplica voltajes menores al voltaje de barrera del diodo, su circuito podría tener medidas negativas.

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Informe:

1. Incluya Imágenes de Paneles Frontales, Diagramas de Bloque, SubVIs y Help.Discusión del proceso y resultados de los resultados. Puede insertar la informaciónque tradicionalmente se incluye en el informe de laboratorio (objetivo, etc) en elHelp de su VI (Help: File/VI Properties/Documentation).

2. Todos los componentes del programa deben estar identificados de forma clara. Lasmedidas deben tener sus unidades correspondientes.

3. El panel frontal debe tener información suficiente para que una persona que nosepa programar en labVIEW pueda ejecutarlo y entender de que se trata. Imagineque su programa se va a utilizar en otro curso de electrónica donde los estudiantesno aprendieron LabVIEW. ¿Podrían hacer el experimento?

4. El panel frontal debe tener una apariencia organizada y fácil de leer. Utilice lasherramientas en la paleta de herramientas para alinear, identificar y colorear supanel frontal.

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