打造一個遠端光電實驗室

十月 3, 2017
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英國羅浮堡大學使用NI LabVIEWDAQ開發出遠端光電實驗室。
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2002 年,英國羅浮堡大學針對可再生能源推出了遠距學習的理學碩士學程。 當時,遠距學生僅能使用電腦模擬式的實驗室。然而,我們一直想要增加遠距學生的實務經驗,藉此提升並加強他們的學習體驗。
到了 2010 年,我們決定運用 PC 技術與更快速的網際網路通訊效能,打造出遠端光電(PV)實驗室。


有了這樣創新的實驗室,學生即可透過網際網路,在遠端深入探索太陽能面板能源的轉換屬性。
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圖1 PV 遠端實驗室
此實驗室包含 3 個主要的子系統:能夠複製可變光源的 LED 元件、可量測各種參數的 PV 面板、可呈現資料分析的 PC 顯示器。 學生可以控制 LED 元件,藉此複製可變光源。 有個測試設備可量測輻射與溫度準位,並且比較 PV 面板所取得的實驗值。 接著學生即可分析 PC 架構元件所顯示的資料。

這種全天候運作的遠端實驗室當然也有其挑戰與困難,像是該如何整合三個子系統,同時確保能夠在遠端控制這三個系統。我們也希望學生能夠即時看到此設備,所以我們還整合了一個網路攝影機,架設測試設備的視訊串流,可供學生在實驗過程中查看。

為了儘可能減少彼此衝突、複雜的系統整合需求,同時保有簡易的使用者操作效能,我們需要一種設計完善、靈活有彈性的平臺,可整合第三方的專業硬體、內部建置的硬體,以及網際網路與協定。

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運用​控制​與​機電​整合​軟​硬體​和​課程​軟體​構成​的​生態​系統,​讓​學生​以​更​快​的​速度​了解​概念,​並建​置​與​業界​應用​連結​的​解決​方案。了解更多
 NI LabVIEW 搭配 DAQ 裝置與 GPIB 控制器這樣的組合,不僅能夠滿足我們的嚴格需求,還可提供全方位的強大平臺。

只要使用公開供應的預建驅動程式,即可讓 LabVIEW 銜接第三方所設計的 LED 面板電源供應器。 DAQ 裝置可提供 LED 面板和 PC 之間的 I/O,以便控制光的強度,還有 PC 和 PV 面板之間的 I/O,藉此記錄資料。 LabVIEW 在最終的應用項目中做為學生使用介面,以及銜接整個遠端實驗室的平臺。

就開發角度而言,LabVIEW 與 NI 硬體之間的順暢整合、獨特的圖形化系統設計方案、預建的儀器驅動程式網路,在在促成了這項強大無比、具成本效益的解決方案。
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圖2 NI LabVIEW學生使用介面。
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可​攜​式​學​生​裝​置​是​一​款​多​功​能​的​資​料​擷​取​與​控​制​儀​器,​可​協​助​學​生​隨​時​隨​地​量​測​與​分​析​即​時​訊​號,​並​設​計​實​際​可​用​的​複​雜​系統。
就學生角度而言,使用者介面就像其他科學設備一樣,具有實體按鈕和開關, 可以透過同一個視窗呈現擷取、分析、顯示作業,有助於輕鬆解讀並理解資料。如需深入了解遠端實驗室,請查看此處

NI國家儀器透過​緊密​整合​旗下​軟​硬體,​建​置​出​多項​備受​業界​推崇​的​系統​設計​功能​與​技術。並與Quanser等公司攜手​打造​多項​實驗室​解決​方案,​可​協助​控制​與​機電​領域​的​學生​透過​整合​式​環境,​善加​運用​各種​控制​系統、​機電​感​測​器、​致​動​器​與​介面卡​基本​原理。​

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(提供:NI國家儀器)


作者資訊
Sheryl Williams

Loughborough University, Flexible and Distance Learning Manager 
School of Electronics, Electrical and Systems Engineering, Sir David Davies Building
Loughborough LE11 3TU 
英國
s.r.williams@lboro.ac.uk 
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