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NI 美国国家仪器

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NI院校产品十年巅峰之作,ELVIS III “硬”实力惊艳亮相

2018-10-17
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让高校的教学与产业挂钩,是工程教育界的迫切需求。最好的方法是培养学生以团队合作的方式解决复杂工程问题的能力,以真实的工程问题为依托开展实验,积累工程经验,还要借助现代工程工具,以跨学科团队形式合作。


为更好的推进工程教育创新,NI推出了工程教学实验平台ELVIS III。高能预告——为了让ELVIS III更简单明了的呈现在大家面前,小编打算分5部分进行讲解,分别是ELVIS III 硬件、软件深度集成互联网、ELVIS III 如何快速上手、控制实验、创新电路实验


先来看看ELVIS III都有哪些强大功能,这是一款基于项目式学习(project based learning, PBL)的跨学科工程教学实验解决方案,集成了多合一仪器、可编程I/O测量、嵌入式设计、以及互联网远程教学技术,服务于工程基础和综合系统设计教学。简而言之,NI ELVIS III能带动学生思维,让课堂“活”起来。


具体体现在以下几个方面:

  • 功能高度集成:在多合一仪器(工业级)的基础上,集成了智能数据采集、嵌入式FPGA控制,可方便开发复杂系统设计实验项目;

  • 覆盖跨学科实验:覆盖电子电路、控制/自动化、测控/仪器、通信等;

  • 适用于多种教学场景:紧凑的硬件,可方便用于课堂演示及课程实验、实验室教学、工程创新中心等多种教学场景;

  • 涵盖多工具链:除了支持LabVIEW/Multisim外,还开放支持Python/C等第三方编程语言。


↖这就是ELVIS III,NI 院校产品十年以来首次更新的重磅产品,在设计之初已经考虑了它能够满足未来长达10年的需求。

 

先从硬件开始讲起~

融合新技术, 助力创新教育新模式


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工业级仪器
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NI ELVIS III集成了智能测量仪器与嵌入式设计功能,学生可以在精确控制输入行为的同时对实验进行分析。NI ELVIS III 集成波特图仪、函数发生器、示波器、数字万用表等七种工业级标准的仪器。采用多合一仪器集成方式,体积小,功能强大,非常适用于大学生创新创业中心、翻转课堂和远程在线学习这种新型教学中。


集成七合一仪器

 

ELVIS III的工业级性能在“集成七合一仪器”上得到完美体现,以示波器为例,示波器增加至4个通道,带宽达到50 MHz,14bit分辨率,独立采样率可达100 MS / s。出色的技术指标为用户提供高精度测量和波形细节捕捉的信号探测能力。除此之外,其独特的过流和过压保护设计提升了仪器的安全性。


示波器出色的技术指标一览

 

ELVIS III工业级UI页面

 

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自定义I/O测量
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除了多合一的仪器,ELVIS III 还拥有开放的自定义I/O测量功能。上位机通过LabVIEW等软件编程,可实现智能测量。


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嵌入FPGA控制
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基于RIO架构,ELVIS III 集成Arm实时处理器及Xilinx Zynq 7020 的FPGA芯片,程序可直接独立运行在ELVIS III 硬件中进行实时控制,利于开展兼具测量与控制的系统设计等综合创新实验。

开放可编程I/O测量和FPGA控制


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第三方硬件实验板卡
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德州仪器(TI)、Quanser等多个公司已经基于NI ELVIS III平台开发出变革性的课程实验,以增强学生对电子、机电一体化、控制、电力电子和通信等领域的基本概念的理解。


 ELVIS III 跨学科实验板卡


通过更换中间不同的板卡,如上图所示的电力电子、电路等板卡,可以做基于不同学科的实验。同时,如果老师有特定的教学实验需求,NI可授权老师自定制板卡。

 

精彩应用案例


集成测量与控制功能于一身,ELVIS III具备设计复杂实验系统能力


学生利用ELVIS III能够设计一些开放的、复杂性的实验,通过实验掌握到这些跨学科的知识。以工业领域经常用到的风机为例,利用ELVIS III统一平台,既可以利用仪器功能测量涡轮机的转速、温度等参数,同时还可以用开放性I/O对风机进行偏航等控制。


风机的测量与控制

 

基于ELVIS III实现一个电机自动闭环速度控制的综合实验


NI ELVIS III方案能够与工业需求对接,以一个真实的工业场景——测量并调节电机的转速为例,在实验过程中如何选择传感器、PID算法控制,NI实验方案都有引导式课程练习,使学生能够从头到尾参与到实验中,主动提出完整的解决方案。


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基于ELVIS III实现一个电机自动闭环速度控制的综合实验(西安交通大学)

 

关于ELVIS III的故事未完待续

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