Supone una solución de enseñanza completa que incluye siete instrumentos

NI ELVIS es una solución basada en proyectos de National Instruments que combina instrumentación, diseño embebido y conectividad web para el aprendizaje de los fundamentos de ingeniería y diseño de sistemas. Proporciona una solución de enseñanza completa para involucrar a los estudiantes en laboratorios prácticos que incluye, entre otros elementos, circuitos analógicos, mecatrónica, electrónica de potencia, instrumentación, comunicaciones digitales, electrónica digital y controles.

NI ELVIS incluye material de laboratorio y experimentos completos desarrollados por expertos en la industria y el ámbito de la educación para que los estudiantes puedan poner en práctica la teoría en un laboratorio físico, con una experiencia amplia y segura.

Con su enfoque práctico, la solución ayuda a los educadores a enseñar a los estudiantes habilidades prácticas y experimentales de ingeniería. Construida sobre el concepto de trabajo en equipo, esta solución conecta a los estudiantes con sus experimentos, lo que les permite colaborar utilizando la misma tecnología en más de 35.000 empresas de todo el mundo. Combina la precisión y exactitud de siete instrumentos de sobremesa con la velocidad y la personalización de los controladores industriales integrados en una sola plataforma. Los estudiantes pueden utilizar las sencillas interfaces preconstruidas para personalizar a un nivel no disponible en ningún otro equipo de laboratorio educativo.

NI ELVIS combina la precisión y exactitud de siete instrumentos de sobremesa con la velocidad y la personalización de los controladores industriales integrados en una sola plataforma.

Los proyectos que desafían intrínsecamente a los estudiantes a utilizar el pensamiento de diseño innovador suelen implicar la interacción con un proceso o dispositivo desconocido. Se anima a los estudiantes a comprender lo desconocido a través de la teoría, la simulación y la experimentación; sin embargo, los proyectos que introducen lo desconocido en entornos desordenados y multisistema tienden a desafiar a los estudiantes a ser mucho más innovadores. El diseño de una prueba de este tipo requiere no sólo el conocimiento de las especificaciones, las limitaciones de los equipos y los conceptos fundamentales que se aplican, sino también la capacidad de hacer frente a factores externos y comprender cómo un cambio puede tener un efecto en cascada en la configuración experimental.

Para analizar los conceptos de manera más efectiva, los estudiantes necesitan la capacidad no sólo de instrumentar y analizar el experimento, sino también de controlar y manipular con precisión el tipo y el comportamiento de las entradas al sistema. NI ELVIS III es la única solución de laboratorio de ingeniería que combina siete instrumentos tradicionales con E/S totalmente personalizables para permitir la implementación completa de los conceptos de este enfoque.

Vista en detalle de NI ELVIS III.

NI ELVIS llega a los estudiantes donde están con una interfaz web que impulsa la colaboración, reduce el tiempo de medición y se integra con los recursos de enseñanza y aprendizaje para equipar completamente a los estudiantes en sus carreras educativas.

Los siete instrumentos de NI ELVIS III son accesibles a través de una instalación mínima tanto para Windows como para Mac. Esto da a todos los estudiantes acceso a los instrumentos en sus propios ordenadores de forma instantánea a través de USB, Ethernet o Wi-Fi. Pueden acceder de forma inmediata el Analizador de Bode y el Analizador IV usando un panel frontal de software web. Esto significa que los estudiantes pueden acceder a los instrumentos en cualquier dispositivo, ordenador, tableta o teléfono móvil sin necesidad de instalarlos. Sólo estos dos instrumentos son accesibles a través de la web; sin embargo, cada instrumento tiene un panel frontal web asociado.

Con NI ELVIS III, los educadores pueden encontrar recursos para enseñar y desarrollar laboratorios en un solo lugar. Usando los laboratorios creados para esta solución, los estudiantes obtienen acceso a las instrucciones del laboratorio, las simulaciones y el lanzador de instrumentos, todo en la misma ventana. Más tarde, cuando los estudiantes completan los laboratorios, las respuestas se compilan y se envían como un informe de laboratorio. El traslado de los recursos de laboratorio a la web con NI ELVIS III ahorra tiempo y reduce el número de programas que los estudiantes necesitan utilizar.

NI ELVIS III es la única solución de laboratorio de ingeniería que combina siete instrumentos tradicionales con E/S totalmente personalizables.

Una de las principales peticiones de la industria y de los organismos de acreditación es que los estudiantes se gradúen de la universidad con una comprensión de cómo trabajar en equipo para resolver un problema común de ingeniería. Debido a que NI ELVIS III es un dispositivo conectado a la red, permite la colaboración en experimentos a través del acceso multiusuario. Cada uno de los siete instrumentos puede ser accedido simultáneamente por diferentes estudiantes conectados de forma inalámbrica a NI ELVIS III. Además, las E/S de control pueden ser programadas independientemente por los estudiantes que acceden a la instrumentación. Esto significa que, en un grupo de estudiantes, cada individuo puede interactuar con NI ELVIS III para realizar parte de un experimento, por lo que todos están involucrados en un ambiente de experimentación completamente colaborativo.

Del mismo modo, dado que se puede acceder a NI ELVIS III de forma remota, los asistentes de enseñanza encuentran que la evaluación del trabajo de los estudiantes es mucho más sencilla. En lugar de designar tiempo para reunirse en persona con cada estudiante, el TA puede ser un recurso remoto que se conecta a cada dispositivo después de que los estudiantes completen la tarea.

NI ELVIS III elimina las barreras a la colaboración y permite que más estudiantes progresen en un laboratorio en menos tiempo. Esto aumenta la satisfacción de los estudiantes y aprovecha al máximo los recursos del personal docente.

NI ELVIS mejora el plan de estudios de ingeniería integrando el aprendizaje basado en proyectos, el trabajo en equipo y el diseño con placas de aplicación y laboratorios específicos del curso desarrollados por expertos de la educación y la industria. Con un ecosistema en constante expansión, NI ELVIS enriquece los cursos desde los fundamentos de la ingeniería eléctrica y mecánica hasta el diseño a nivel de sistema en electrónica de potencia y mecatrónica. NI se ha asociado con compañías líderes en educación de ingeniería como Texas Instruments, Digilent, Emona y Quanser para ofrecer soluciones completas de laboratorio para electrónica, controles, mecatrónica y comunicaciones.

Las placas de aplicación proporcionan un fácil acceso no sólo al hardware necesario para completar los laboratorios de ingeniería, sino también a los ejercicios de laboratorio y a los programas para terminar los ejercicios.

Comparación entre el experimento y la simulación con NI ELVIS.

Los paneles frontales de NI ELVIS III se lanzan desde Measurements Live en measurementslive.ni.com. Cada panel frontal corresponde a un instrumento con siete paneles frontales: osciloscopio, generador de funciones y formas de onda arbitrarias, multímetro digital, fuente de alimentación variable, analizador de Bode, analizador IV y analizador lógico y generador de patrones. Están disponibles en dos formatos: de sobremesa y web. Los paneles frontales de escritorio, que se instalan mediante un pequeño ejecutable para Windows y Mac, se inician cuando se seleccionan en el lanzador de instrumentos. Los paneles web no requieren instalación y se inician en una nueva ventana del navegador.

Measurements Live es la interfaz principal de NI ELVIS III. Contiene la conexión con el dispositivo, el lanzador de instrumentos, y enlaces a todos los recursos de usuario adicionales para el dispositivo.

Los paneles frontales de NI ELVIS III pueden activar un canal de referencia para que se puedan importar datos externos adicionales. Tradicionalmente se requiere que los estudiantes que realizan experimentos de circuitos entiendan y simulen completamente un circuito antes de construir y comenzar el experimento. Esto reduce el tiempo empleado en el laboratorio y conduce a un trabajo más intencionado y a menos conjeturas. Multisim Live es un entorno de simulación de circuitos SPICE basado en el navegador que proporciona una simulación totalmente interactiva, táctil y compatible con el móvil, y que se conecta directamente con Multisim (para escritorio), el software estándar para la simulación de circuitos educativos. Cuando los estudiantes crean una simulación en Multisim Live, pueden importarla fácilmente a los paneles frontales para una comparación directa de simulación a experimento. Ahora los estudiantes pueden entender completamente las diferencias fundamentales entre la simulación y el experimento, lo que lleva a conclusiones más rápidas y a un descubrimiento acelerado.

Configuración de MeasurementsLive.

La estrategia de integración del software de terceros de NI ELVIS III es utilizar la herramienta adecuada para la clase adecuada. Para los cursos de control, muchas universidades se han estandarizado en MathWorks Simulink para simular y ejecutar controladores. Por ello, NI ha diseñado un plan de estudios que utiliza la tarjeta de controles Quanser tanto en LabVIEW como en Simulink. El software de Quanser compila los controladores de Simulink en C y automáticamente despliega esas compilaciones en el dispositivo NI ELVIS III para ejecutarlas externamente. Esto significa que los estudiantes pueden simular, experimentar e interactuar en tiempo real con sus controladores todo en Simulink.

Además de los paneles frontales blandos, NI ELVIS incluye una API de primera clase que funciona con una variedad de opciones de desarrollo como LabVIEW, Python y C. La API puede automatizar las medidas de la instrumentación y adquirir, analizar y controlar datos de forma programada a través de la E/S de control. Se accede a la E/S de control a través de un sistema operativo en tiempo real implementado en NI ELVIS III con más de 60 líneas de entradas y salidas analógicas y digitales personalizables. Tradicionalmente se utilizan para cursos que requieren tiempos de respuesta rápidos a los impulsos o un mayor número de canales para la adquisición de datos o las comunicaciones digitales.

La E/S de control se programa en el controlador de tiempo real estándar de la industria a través de una de dos maneras: Express VIs o VIs de nivel inferior. Los Express VIs son bloques simples configurados a través de una interfaz de usuario que aparece. No requieren conocimientos de programación y permiten al usuario manipular fácilmente los datos, manteniendo la personalización de la adquisición de datos al mínimo.

La programación de nivel inferior ayuda cuando se necesita más control para especificar la temporización de entrada/salida, el disparo y más detalles. Puede encontrar los VIs de nivel inferior en la misma paleta que los Express VIs o copiando el código de los Express VIs.

Comparación de los datos en vivo de Multisim con los datos adquiridos de NI ELVIS III.

La E/S de control no se conecta directamente desde el lado de tiempo real a las entradas y salidas. En su lugar, pasa por una FPGA Xilinx Zynq-7020. Esta FPGA está preprogramada con una personalidad por defecto que permite que todos los Express VIs y otros VIs funcionen sin problemas sin que los usuarios necesiten conocer la FPGA. Sin embargo, si los usuarios necesitan un control más rápido o un procesamiento de datos, pueden personalizar la FPGA utilizando LabVIEW FPGA. Pueden aprovechar la comodidad del compilador de tiempo real de LabVIEW y los VIs fáciles de entender para evitar la programación en VHDL o Verilog.

La instrumentación de NI ELVIS III se programa de forma similar a la E/S de control. El usuario puede inicializar y configurar cada instrumento como sea necesario y luego extraer y manipular los datos.

Todo el hardware de NI cuenta con una garantía de un año para la cobertura de reparaciones básicas e incluye la calibración conforme a las especificaciones de NI antes del envío. Los sistemas PXI también incluyen el montaje básico y una prueba funcional. NI ofrece derechos adicionales para mejorar el tiempo de funcionamiento y reducir los costes de mantenimiento con programas de servicio para el hardware.

Para analizar los conceptos de manera más efectiva, los estudiantes necesitan la capacidad no sólo de instrumentar y analizar el experimento, sino también de controlar y manipular con precisión el tipo y el comportamiento de las entradas al sistema

Multisim Live es un entorno de simulación de circuitos SPICE basado en el navegador que proporciona una simulación totalmente interactiva, táctil y compatible con el móvil, y que se conecta directamente con Multisim para escritorio

Construida sobre el concepto de trabajo en equipo, esta solución conecta a los estudiantes con sus experimentos, lo que les permite colaborar utilizando la misma tecnología en más de 35.000 empresas de todo el mundo