Dasar-Dasar LabVIEW: Bangun Proyek Listrik Sederhana dengan Yakin

Pengenalan LabVIEW dan Proyek Listrik Dasar Berbasis LabVIEW

Sebagai alat yang terbukti berguna untuk prototyping, platform pengembangan grafis LabVIEW menyediakan banyak solusi untuk berbagai aplikasi seperti kontrol instrumentasi, sistem monitoring dan kontrol terpadu, pengakuisisi dan pemrosesan data, sistem otomatis pengujian dan validasi, dll.

LabVIEW termasuk ratusan library yang ditulis sebelumnya yang membantu menciptakan sistem yang fleksibel dan scalable dari sistem embedded fungsional hingga sistem pengujian dan pengukuran performa tinggi.

Apa itu LabVIEW?

LabVIEW singkatan dari Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench dan dikembangkan oleh National Instruments. Ini adalah alat pemrograman yang kuat yang memberikan solusi perangkat lunak untuk sistem ilmiah dan teknis. LabVIEW adalah bahasa pemrograman grafis di mana aliran data menentukan eksekusi program, berlawanan dengan bahasa pemrograman berbasis teks di mana instruksi (baris teks) menentukan eksekusi program.

LabVIEW memungkinkan seseorang untuk membangun antarmuka pengguna yang dikenal sebagai front panel menggunakan serangkaian alat dan objek. Kemudian memungkinkan pengguna untuk menambahkan kode pada block diagram menggunakan representasi grafis dari fungsi. Jadi kode pada block diagram mengontrol objek front panel tergantung pada struktur kontrol yang diimplementasikan. Dengan demikian, pengguna dapat membangun solusi kustom pengakuisisi data, pengujian, pengukuran, dan kontrol untuk berbagai kebutuhan aplikasi.

LabVIEW terintegrasi untuk berkomunikasi dengan berbagai perangkat pengakuisisi data seperti GPIB, PXI, VXI, RS-232, RS-485 dan perangkat berbasis USB. Dan juga menawarkan internet of things menggunakan LabVEW web server dan standar perangkat lunak seperti TCP/IP dan ActiveX.

Virtual Instruments

Program di LabVIEW disebut virtual instruments atau singkatnya VIs, karena operasi dan tampilan program mirip dengan instrumen fisik seperti multimeter dan osiloskop.

Sebuah VI terdiri dari tiga komponen, yaitu, front panel, block diagram dan icon & connector pane. Front panel terdiri dari controls dan indicators yang berfungsi sebagai antarmuka pengguna, dan block diagram berisi source code untuk VI. Icon and connector pane adalah representasi visual dari VI yang terdiri dari input dan output. Icon and connector pane ini memungkinkan VI digunakan dalam VI lain sebagai subVI (VI dalam VI lain disebut subVI).

Front Panel:

Gambar di bawah ini menunjukkan front panel dari sebuah VI yang terdiri dari berbagai controls dan indicators. Ini berfungsi sebagai antarmuka pengguna VI sehingga terminal input dan output interaktif dapat dikembangkan untuk aplikasi. Controls di LabVIEW meliputi knob, dial, push buttons, numeric controls, dan Boolean switches. Controls bertindak sebagai perangkat input yang melewatkan data ke block diagram.

Indicators adalah terminal output dari sebuah VI, yang menampilkan nilai output. Beberapa indicators meliputi numeric indicators, gauge, LEDs, graphs dan tampilan lainnya. Indicators bertindak sebagai perangkat output yang memperoleh data dari block diagram dan menampilkannya.

Kedua controls dan indicators dapat dipilih dari control palette yang hanya tersedia di front panel. Dengan klik kanan di mana pun di front panel, control panel akan muncul.

Block Diagram

Gambar di bawah ini menunjukkan block diagram yang menyertai front panel di atas. Ini berisi source code grafis untuk VI menggunakan representasi grafis dari fungsi untuk mengontrol objek front panel. Block diagram terdiri dari objek front panel sebagai terminal dan tambahan berbagai fungsi (seperti numeric, Boolean, compare, array, timing, dll.) dan struktur (seperti while loop, for loop, case structure, dll.).

Setiap indicator atau control pada front panel terdiri dari terminal yang sesuai pada block diagram. Jadi ini dihubungkan dengan berbagai fungsi untuk mengimplementasikan aplikasi kontrol.

Fungsi dan struktur ini dapat dipilih dari function palette yang hanya tersedia di block diagram. Dengan klik kanan di mana pun di area kerja block diagram, function palette akan muncul.

Pada block diagram di atas, struktur persegi panjang luar mewakili while loop dan yang dalam adalah case structure. Garis oranye, biru dan hijau menunjukkan kabel yang melewatkan data dari controls ke indicators. Objek dan struktur ini pada block diagram mewakili kode untuk VI.

VI ini dapat dieksekusi, dijeda atau dihentikan dengan menekan berbagai tombol (seperti tombol panah atau run button, pause dan stop buttons) yang terletak di palette di bagian atas jendela.

Proyek LabVIEW

LabVIEW adalah platform yang ideal untuk prototyping, desain dan pengembangan berbagai proyek yang terkait dengan berbagai domain termasuk listrik, mekanik, pemrosesan sinyal, elektronika, instrumentasi dan kontrol, biomedis dan penerbangan luar angkasa.

LabVIEW menawarkan fleksibilitas untuk merancang solusi untuk berbagai proyek dengan waktu dan usaha minimum karena keuntungan dari coding grafis dan function block lanjutan. Berikut adalah beberapa proyek berbasis LabVIEW yang terkait dengan domain listrik.

Thermal Overload Relay Menggunakan LabVIEW

Tujuan proyek ini adalah untuk memantau dan mengontrol operasi mesin listrik terhadap thermal overload menggunakan LabVIEW dan modul DAQ. Di sini dalam VI yang diberikan input dan output DAQ dihilangkan untuk kemudahan pemahaman bagi pembaca dan oleh karena itu, hanya model simulasi yang dikembangkan.

Gambar di atas menunjukkan front panel dari thermal overload relay VI di mana elemen di sisi kiri disebut sebagai controls dan elemen di sisi kanan disebut sebagai indicators.

Front panel ini menampilkan berbagai nilai parameter dan suhu sekitar mesin. Ini memberikan indikasi trip relay ketika suhu melebihi batas aman (suhu sekitar mesin). Pemutusan relay untuk melebihi suhu sekitar ditunjukkan pada gambar di bawah.

Kode grafis untuk VI ini diimplementasikan pada block diagram seperti yang ditunjukkan di bawah. Block diagram mewakili implementasi aktual dari proyek. Di sini kenaikan suhu dihitung berdasarkan konstanta suhu (derajat centigrade per kilowatt) dari mesin.

Jadi perbandingan suhu telah dibuat pada block diagram untuk membandingkan suhu aktual dan diinginkan (batas aman untuk nilai aman). Juga mungkin untuk mengimplementasikan kode ini menggunakan sensor arus dan suhu bersama dengan modul DAQ untuk memiliki kontrol real-time dari mesin.

Karakteristik Beban dari Generator DC Shunt Self-Excited di LabVIEW

Ini adalah salah satu proyek listrik dasar di bawah virtual electrical machine laboratory yang berhubungan dengan karakteristik mesin ketika dimuat. Gambar di bawah ini menunjukkan front panel dari VI yang terdiri dari controls, indicator dan waveform chart.

Tegangan terminal, arus field dan arus beban (termasuk resistansi armatur dan field) bertindak sebagai input atau controls dan dari data ini, arus armatur, drop armatur dan tegangan terinduksi dalam generator dihitung dan ditampilkan pada grafik serta indikator numerik seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.

Source code untuk VI ini ditunjukkan pada block diagram di bawah di mana berbagai fungsi matematika menentukan parameter output berdasarkan parameter input. Pada block diagram, array nilai data (direpresentasikan dengan garis oranye tebal) dilewatkan ke berbagai fungsi matematika. Fungsi ini menentukan array hasil yang sesuai yang kemudian dilewatkan ke grafik dan indikator array.

Simulasi Sirkuit Seri RLC di LabVIEW

Proyek ini mengimplementasikan sirkuit seri RLC dan menentukan kondisi resonansinya menggunakan perangkat lunak LabVIEW. Sirkuit seri RLC digunakan dalam sirkuit tuning seperti sirkuit osilator, sirkuit filter, sirkuit tuning radio dan televisi.

Dalam sirkuit seri RLC, frekuensi di mana reaktansi induktif sama dengan reaktansi kapasitif disebut sebagai frekuensi resonansi. Pada frekuensi resonansi, reaktansi induktif dan kapasitif akan saling membatalkan sehingga impedansi menjadi sama dengan resistansi dan oleh karena itu arus akan menjadi nilai maksimum.

Pernyataan ini terbukti dengan proyek LabVIEW di bawah ini. Front panel memiliki controls dan indicators yang bertanggung jawab untuk input data dan pengambilan data.

Gambar di bawah ini memberikan kode grafis untuk sirkuit seri RLC pada block diagram. Dengan melakukan operasi matematika pada input yang diberikan (induktansi, kapasitansi, dan tegangan), parameter seperti reaktansi induktif, reaktansi kapasitif, impedansi dan arus ditentukan pada block diagram.Anda juga dapat membaca:

• Apa itu Arduino dan Cara Memrogramnya?
• Cara Mendesain PCB (Langkah demi Langkah & Tampilan Piktorial)
• Cara Memrogram Mikrokontroler PIC18 dalam C. Tutorial Langkah demi Langkah
• Aplikasi iOS Wajib Dimiliki untuk Insinyur Listrik
• 15+ Aplikasi Android Wajib Dimiliki untuk Insinyur/Mahasiswa Listrik
• 10+ Alat Desain & Simulasi untuk Insinyur Listrik/Elektronika Online