Subject » BMEVIEEAV04
Virtual Instrumentation for Engineering
Virtuális műszerek a mérnöki gyakorlatban
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
—
| Subject name (Hungarian, English) |
Virtuális műszerek a mérnöki gyakorlatban
Virtual Instrumentation for Engineering
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Subject code | BMEVIEEAV04 | ||||||||||||
| Subject type | — | ||||||||||||
| Training Level | — | ||||||||||||
| Course types and hours (weekly/semester) |
|
||||||||||||
| Assessment type | vizsga | ||||||||||||
| Credits | 4 | ||||||||||||
| Subject coordinator |
Dr. Ender Ferenc
position: egyetemi docens
contact:
ender.ferenc@vik.bme.hu
|
||||||||||||
| Responsible department |
Elektronikus Eszközök Tanszéke
|
||||||||||||
| Faculty | Villamosmérnöki és Informatikai Kar | ||||||||||||
| Subject website | — | ||||||||||||
| Primary curriculum type | — | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Strong prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Weak prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Parallel prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Milestone prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Exclusion | none |
Objectives
Programme
1. hét: Bevezetés a virtuális műszerek koncepciójába, felhasználási példák. Ismerkedés a LabVIEW programmal: műszer előlap, blokkdiagram készítés és az alapvető adattípusok áttekintése. A félév menetét érintő információk kihirdetése.
2. hét: Műszerek előlapján található beavatkozó és kijelző modulok, blokkok áttekintése és használatuk elsajátítása. A mérési adatok reprezentálására, feldolgozására alkalmas adattípusok megismerése: Numerikus értékek, karakterláncok, logikai értékek, tömbök, stb.
3. hét: Programvégrehajtást meghatározó ciklusok használatának elsajátítása, lokális, globális és megosztott változók alkalmazása, feltételek kezelése. Eseményvezérelt grafikus felület készítése, működés analízise.
4. hét: Virtuális műszerekre (VI) jellemző, specifikus programozási paradigmák áttekintése, alkalmazása gyakorlatban. Mérési adatok reprezentálása különböző formátumban: hullámforma, bináris, egyszerű ASCII, CSV, XML, stb. I/O műveletek segítségével adattárolás. Mérési adatok előkészítése MATLAB, Excel, Calc programban történő feldolgozáshoz.
5. hét: Távoli elérésű fizikai műszerek vezérlésének alapvető módszerei. Ethernet hálózaton keresztül vezérelt berendezések, protokollok használata: RS232, GPIB buszon keresztül vezérelt tápegység, ethernetes elérésű függvénygenerátor, moduláris adatgyűjtő (compactRIO) ismertetése esettanulmányon keresztül. A különböző műszerek vezérelhetőségének, mérésbe integrálhatóságának vizsgálata, különböző lehetőségek összehasonlítása.
6. hét: Távoli, automatizált mérésvezérlés megvalósítása LabVIEW-ban. TCP/UDP alapú adatkapcsolat, szinkronizálás (mutex, szemafor), üzenetváltás lehetőségei. VI Server beállításainak megismerése, egy egyszerű mérési összeállítás megtervezése és megvalósítása.
7. hét: Hibakezelés fontossága, metodikája, követelményrendszere és mindezek alkalmazása LabVIEW környezetben. Dialógus ablakok készítése a falhasználó tájékoztatására. Hibakeresési funkciók, a mérés tesztelhetőre tervezése, töréspontok elhelyezésének stratégiája. Gyakran előforduló esetek, típuspéldák megvitatása.
8. hét: Szoftvertervezési minták, azok alkalmazása virtuális műszer környezetében. Egyszerű állapotgép megvalósítása, termelő/fogyasztó minta, eseménysorok alapján végrehajtott programok. Globális változók és helyes használatuk.
9. hét: Hierarchikus programtervezés. A LabVIEW sajátosságainak megismerése, subVI létrehozása, programrészek szegmentálása, újrafelhasználható blokkok identifikálása és tervezése. Polimorfizmus kihasználása a programtervezés közben.
10. hét: Valós és virtuális műszerek dokumentálásának kérdései. A jól szerkesztett fejlesztői és felhasználói dokumentáció tulajdonságai, felépítése. Automatikus dokumentációgenerálás. A moduláris és hierarchikus programok felépítéséből adódó dokumentálással kapcsolatos speciális igények figyelembevétele. Interfészek, csatlakozó felületek definiálása.
11. hét: A mérési összeállítások optimalizálásának lehetőségei: memória, számítási kapacitás és kiszámítható reakcióidőt figyelembe véve. Determinisztikus programvégrehajtás fontossága és sajátosságai, amiket a tervezés közben figyelembe kell venni. Programozási stratégiák, best practice alkalmazása. A mérésautomatizálási feladatot ellátó programunk kulcsfontosságú blokkjainak azonosítása, szűk keresztmetszetek feltárása, kapacitás méretezése esettanulmányon keresztül.
12. hét: Adatgyűjtési feladatok ellátása PC hangkártyájának segítségével. A módszer előnyeinek, hátrányainak összefoglalása és alkalmazhatóságának vizsgálata. Mintafeladatok elvégzése, ami alapján mind a lehetőségek, mind a korlátok egyértelműen azonosíthatók.
13. hét: Adatgyűjtés célhardver segítségével: compactRIO, USB DAQ, vagy MyDAQ műszert használva. Félvezető alkatrészek termikus vizsgálatára alkalmas mérési összeállítás megtervezése és demonstrációs mérések elvégzése. A félév során tanultak áttekintése.
14. hét: Kitekintés a saját fejlesztésű, alkalmazás orientált adatgyűjtő fejlesztési lehetőségei felé. Lehetőségek áttekintése, osztályozása és összehasonlítása a félév során használt professzionális high-end és low-end megoldásokkal.
A kurzus célja, hogy a mérnökhallgatóknak bemutassa a mai modern műszerkezelés és virtuális műszerezés alapjait és felkészítse őket önállóan összeállított mérések elvégzésére. Így olyan általános műszerkezelési és mérésvezérlési alapra tesznek szert, amit a tanulmányaik és később ipari munkáik során alkalmazni tudnak. Az előadások során áttekintjük, hogyan lehet olyan alkalmazásokat készíteni, amikkel mérési adatokat tudunk gyűjteni, tárolni és feldolgozni, illetve a mérőberendezéseket szakszerűen vezérelni. Ismertetjük a fizikai műszerek vezérlési lehetőségeit, adatgyűjtők, mérőkártyák használatát és mindezek integrálási lehetőségeit virtuális környezetbe. A laboratóriumi mérések gyakorlat orientáltak, lehetőség szerint minden hallgatónak külön mérőkártya áll majd rendelkezésre.
Learning outcomes
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Knowledge
No learning outcomes recorded.
Skills
No learning outcomes recorded.
Attitudes
No learning outcomes recorded.
Autonomy and responsibility
No learning outcomes recorded.
Oktatási módszertan
Előadás és laborgyakorlat. A laborgyakorlatokon az előadáson elhangzottakat gyakoroltatjuk be.
Tanulástámogató anyagok
Not provided.
Recommended preliminary knowledge for completing the subject
Knowledge type competencies
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Matematika, Fizika, Programozás
Skill type competencies
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Recommended (non-compulsory) preliminary competencies
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Matematika, Fizika, Programozás
General rules
Követelmények:
1. Jelenlét
a.
A tárgy teljesítéséhez az előadások és laborok 70%-án
kell részt venni.
2. Szintfelmérő
értékelés
a.
A laboratóriumok elején a hallgatók beugrót (szintfelmérő
értékelés) írnak, melynek pontszáma az év végi jegybe 15%-ban számít be.
3. Részteljesítmény
értékelés
a.
Féléves nagyházi feladat elkészítése LabVIEW
környezetben. A projekt a hallgató által a 8. héten kiválasztott önálló
feladat, amely egy komplex mérésadatgyűjtő-kiértékelő vagy jelfeldolgozó LabVIEW
szoftver megvalósítása és dokumentálása. A nagy házi feladat 15%-ban számít az
év végi jegybe.
4. Összegző
értékelés
a.
A vizsgaidőszakban írásbeli vizsga szóbeli javítási
lehetőséggel.
Megjegyzés: A tárgyat jeles eredménnyel teljesítő
hallgatók jogosultak a tanszéken egyszeri alkalommal CLAD (Certified LabVIEW
Associated Developer) minősítési vizsgát tenni. A vizsgát
sikeresen teljesítők hivatalos CLAD minősítést kapnak.
Pótlási lehetőségek:
a) Sikertelen laboratórium beugrók a félév során egy alkalommal, egyszerre pótolhatók
b) A házi feleladat késedelmes beadására van lehetőség. Késedelmes beadás esetén a pontszám 10%-a elveszik.
Assessment methods
In-term assessments
No detailed assessments provided.
Weight of in-term assessments
No weights provided.
Exam-period assessments
No detailed assessments provided.
Weight of exam elements
No weights provided.
Grade calculation
No grade thresholds provided.
Attendance requirements
No attendance requirements provided.
Rules for retake and resubmission
Not provided.
Short description
Not provided.
Detailed description
Not provided.
Recommended courses
Ajánlott: Programozás, vagy A programozás alapjai I-II, vagy Programozás I-II. A tárgyat nem veheti fel, aki kreditet kapott a VIVEAV22 és VIVEJV22 tárgyakból.
Workload to complete the subject
No workload breakdown provided.
Validity of subject requirements
Requirements valid from:
—
Requirements valid until:
—
Curriculum placement
No curriculum placements recorded for this subject version.