Tutorial para utilização da placa dspace 1103 e o software ControlDesk 3.7 OBSERVAÇÕES IMPORTANTES: 1) Antes de iniciar qualquer experimento, peça ao técnico do laboratório Carlos José Santana (Grilo), para verificar se todos os procedimentos estão corretos. 2) Este material não substitui os manuais da dspace e ControlDesk, que estão no laboratório, para maiores informações, consulte-os.
O ambiente dspace é uma interface inteiramente integrada ao Matlab Simulink que reúne ferramentas para projeto e análise de sistemas com um software de implementação em tempo real. A dspace dispões das ferramentas/dispositivos: i) uma placa de processamento dos dados (DS1103) com um DSP (Digital Signal Processor) integrado; ii) uma placa de conversores A/D e D/A com 28 canais; iii) um barramento de comunicação (banco de conectores) entre o computador e o sistema a ser analisado/controlado. Na Figura 1, a placa de aquisição dspace 1103. Figura 1.
1 - Construir o diagrama de blocos pelo Simulink, que conterá os canais de entrada e saída de dados, como na Figura 2. Figura 2. Observando a Figura 2, o canal DS1103DAC_C1, é o canal de saída número 1. Todos os canais DAC, (DAC - Digital /Analogical Converter), 8 no total, são canais que enviam sinais do computador para o sistema a ser excitado. Todo sinal de saída deve ser dividido por 10, assim, antes do sinal entrar no canal DS1103DAC_C1, ele é multiplicado por um ganho de 0.1. Semelhantemente, o canal DS1103ADC_C17 é o canal de entrada número 17. Todos os canais ADC, (ADC - Analogical / Digital Converter), 20 no total, são os canais de entrada, por onde os sinais captados pela placa são armazenados no computador. Todo sinal que entra na placa deve ser multiplicado por 10. Para isto, coloca-se um ganho de 10 após o sinal ser captado pelo canal DS1103ADC_17. Para mudar de canal, basta clicar duas vezes em cima dos blocos DS1103DAC/ DS1103ADC e escolher o canal desejado. Os canais DAC/ADC estão localizados de acordo com a Figura 3. Figura 3. DAC ADC
2 - Para determinar a frequência de amostragem, no arquivo do Simulink, siga os passos: a)simulation b)configuration Parameters, como na Figura 4, Figura 4. Depois, no Fixed-step size (fundamental sample time), inserir o inverso da frequência de amostragem, Figura 5. No exemplo abaixo, a frequência de amostragem será de 1000 Hz. Figura 5.
Na janela que determina o tempo, coloque como inf (infinito), pois o tempo será controlado pelo ControlDesk, Figura 6. Obs: caso o sinal de excitação seja Chirp, o tempo final deve ser determinado, então não coloque inf e sim um valor desejado. Figura 6. 3 - Para "rodar" o diagrama de blocos seguir os passos: a) Tools b) Code Generation c) Build Model, Figura 7. O atalho Ctrl B realiza os passos de a até c. Feito isto, o Matlab irá conectar o diagrama com a placa dspace. Figura 7.
Espere até a impressão na tela do Matlab da frase abaixo: Figura 8. No final desta etapa, um arquivo será automaticamente criado com o mesmo nome do diagrama de blocos do Simulink, porém com a extensão.sdf. 4 - No menu iniciar, abrir o software dspace ControlDesk, Figura 9. As seguintes informações são para o software dspace ControlDesk 3.7. Figura 9.
No ControlDesk - Seguir os passos: a) File b) Open Variable File, ou abrir a janela indicada pela seta vermelha, Figura 10. O atalho Ctrl T realiza os passos a e b. Figura 10. O Open Variable File abrirá uma janela de busca. Procurar o diretório onde foi salvo o arquivo Simulink do passo inicial e abrir o arquivo com o mesmo nome do diagrama de blocos, mas com a extensão '.sdf ', Figura 11. (Exemplo: se o nome arquivo do Simulink for data.mdl, o arquivo a ser aberto é data.sdf ). Figura 11.
Para abrir a janela onde os sinais de entrada e saída serão visualizados em tempo real, seguir os passos a) File b) New c) Capture Layout, Figura 12. Surgirá no lado esquerdo uma janela com o nome Layout. No Layout os dados serão colocados para visualização. Figura 12. Na janela inferior esquerda do ControlDesk: Ir no Model Root e procurar pelas variáveis desejadas (entrada e saída), Figura 13. As letras estão de acordo com o diagrama do Simulink do passo inicial. Clicar uma vez na variável. Figura 13.
Na janela ao lado direito aparecerá a letra da variável seguida de "ln 1" (Ex. u ln 1), Figura 14. Arrastar ()ln 1 para o Layout. Obs: Só serão visualizados os dados que foram arrastados para o Layout, mesmo que se tenha diversos sinais de entrada e saída, só os que estiverem no Layout serão visualizados. Figura 14. 5 - Para visualizar e controlar o experimento, clicar em Load Application/ Model (indicado pela seta vermelha), Figura 15. Uma nova janela será aberta. Novamente, deve se clicar no arquivo de extensão.sdf. Figura 15.
Para "rodar" o experimento, clicar em Reload Application or Start Simulink Simulation (indicado pela seta vermelha), Figura 16. Figura 16. Para visualizar os dados em tempo real, clicar em Animation Mode (indicado pela seta vermelha), Figura 17. Figura 17. Para parar a visualização dos dados em tempo real, primeiro clique em Edit Mode (indicado pela seta vermelha), Figura 18. Figura 18.
Depois clique em Stop RTP or Simulink Simulation (indicado pela seta vermelha), Figura 19. Neste passo, a excitação e medição é interrompida. Figura 19. 6 - Para salvar os dados seguir os passos: a) View b) Controlbars c) Capture Settings Window (ds1103 - data), Figura 20. Figura 20.
A seguinte janela aparecerá no lado direito do Layout, Figura 21. Para determinar o tempo em segundos dos dados coletados, insira o valor na caixa ao lado direito de Length. Para salvar os dados, clique em Save e escolha o destino. Os dados são salvos com a extensão '.mat'. Figura 21.