Tema: Introducción a LABVIEW

Interfaces y Periféricos, Guía 4
1
Facultad: Ingeniería
Escuela: Electrónica
Asignatura: Interfaces y Periféricos
Tema: Introducción a LABVIEW
Contenidos
1. Introducción a LabView
2. Creación de un Instrumento Virtual de ejemplo
3. Aplicación del conocimiento
Objetivos Específicos
1. Familiarizarse con el ambiente de programación de LabVIEW.
2. Diseñar un panel frontal que muestre los resultados obtenidos en una aplicación que
emplee las operadores matemáticos y booleanos en LabVIEW.
Material y Equipo
No
Cantidad
1
1
2
1
Descripción
Computadora con sistema operativo Windows 98 o superior
con el programa Labview 7.0 o superior
Guía de Laboratorio
Introduccion Teorica
La programación G (gráfica) de Labview consta de un panel frontal y un panel de código; en
el panel frontal es donde se diseña la interfaz de usuario y se ubican los controles e
indicadores. En el panel de código se encuentran las funciones. Cada control que se utiliza
en la interfaz tiene una representación en el panel de código, igualmente los indicadores
necesarios para entregar la información procesada al usuario tienen un icono que los
identifica en el panel de código o de programación. Los controles pueden ser booleanos,
numéricos, strings, un arreglo matricial de estos o una combinación de los anteriores; y los
indicadores pueden ser como para el caso de controles pero pudiéndolos visualizar como
tablas, gráficos en 2D o 3D, browser, entre otros.
Las funciones pueden ser VIs prediseñados y que pueden ser reutilizados en cualquier
aplicación, estos bloques funcionales constan de entradas y salidas, igual que en un lenguaje
de programación estándar las funciones procesan las entradas y entregan una o varias
salidas, estos VI pueden también estar conformados de otros subVIs y así sucesivamente, de
2
Interfaces y Periféricos, Guía 4
esta forma se pueden representar como un árbol genealógico donde un VI se relaciona o
depende de varios SubVIs.
Labview tiene VIs de adquisición de datos e imágenes, de comunicaciones, de
procesamiento digital de señales, de funciones matemáticas simples, hasta funciones que
utilizan otros programas como Matlab o HiQ para resolver problemas, otras más complejas
como "nodos de formula" que se utilizan para la resolución de ecuaciones editando
directamente estas como en lenguajes de programación tradicionales y definiendo las
entradas y las salidas. Labview también se puede utilizar para graficar en tres dimensiones,
en coordenadas polares y cartesianas, tiene disponibles herramientas para análisis de
circuitos RF como la Carta de Smith, tiene aplicaciones en manejo de audio y se puede
comunicar con la tarjeta de sonido del computador para trabajar conjuntamente. Entre sus
muchas funciones especiales se encuentran las de procesamiento de imágenes, como
capturar una imagen a través de una tarjeta de adquisición, analizarla y entregar respuestas
que difícilmente otros sistemas realizarían.
Un VI contiene los siguientes tres componentes:
1. Panel Frontal (Front panel) —Sirve como la interfaz de usuario que es donde los
datos son manipulados controlados y monitoreados.
2. Diagrama de bloque (Block diagram) —contiene el código fuente grafico que define la
funcionalidad del VI. En este se aprecia la estructura del programa, su función y
algoritmo, de una forma gráfica en lenguaje G, donde los datos fluyen a través de
líneas
3. Icono y Bloque de Conectores — Identifica al VI si se usa en otro VI. Un VI que se
utiliza en otro es llamado subVI. Un subVI corresponde a una subrutina.
El Panel es la interfaz de usuario del VI. El panel frontal se construye con controles e
indicadores, los cuales son las terminales de entradas y salidas de un VI, respectivamente.
Entre los controles tenemos perillas, pushbuttons, y otros dispositivos de entrada. Los
indicadores pueden ser gráficos, LEDs, y otros displays. Los controles simulan instrumentos
de entradas y entregan los datos en el diagrama de bloques del VI. Los indicadores simulan
los instrumentos de salida y muestran los datos que el diagrama de bloques genera o
adquiere.
Interfaces y Periféricos, Guía 4
3
Una vez construido el panel frontal, en el diagrama de bloques se agrega el código gráfico,
representando las funciones de control de los objetos del panel frontal. En el diagrama de
bloques esta contenido el código fuente del programa. Los objetos del panel frontal (controles
e indicadores) aparecen como terminales en el diagrama de bloques.
Adicionalmente, el diagrama de bloques contiene las librerías de LabVIEW como son las
funciones y estructuras para construir nuestro programa. En el diagrama de bloques se
alambran cada nodo incluidos las terminales de los controles e indicadores, funciones y
estructuras.
PALETAS DE LABVIEW
Paleta de Herramientas (Tools Palette)
La paleta de Herramientas esta habilitada tanto en el Front Panel como en el block diagram.
Una herramienta es un modo especial del cursor del Mouse. Cuando se selecciona una
herramienta, el cursor cambia de icono al icono de la herramienta. Utilice las herramientas
para operar o modificar los objetos del front panel y block diagram.
Para mostrar la paleta de herramientas debes seleccionar de la barra de menús
Window»Show Tools Palette. Se puede colocar la paleta de herramientas en cualquier
parte de la pantalla.
Si esta habilitada la selección automática de herramientas al mover el cursor sobre los
objetos del front panel o block diagram, y LabVIEW automáticamente selecciona la
correspondiente herramienta de la paleta.
4
Interfaces y Periféricos, Guía 4
Las funciones son los elementos de operación esenciales para programar en LabVIEW. Las
funciones no tienen representación en el Panel Frontal, no se pueden abrir ni editar. La
paleta de funciones también incluye los VI que vienen con LabVIEW. Hay diversos tipos de
funciones en LabVIEW las más ocupadas son:
Funciones Numéricas: Se usan las funciones numéricas para crear y ejecutar operaciones
aritméticas, trigonométricas, logarítmicas y complejas, también para convertir números de un
tipo a otro.
Funciones Booleanas (lógicas): Con ellas se ejecutan operaciones lógicas en valores
boléanos.
Funciones de hileras: Se utilizan para realizar: concatenaciones entre dos o más hileras,
extraer un rango de caracteres, buscar y reemplazar uno o más caracteres, convertir datos
numéricos a hileras, dar formato a una hilera para usarse en un procesador de texto o en una
hoja de cálculo.
Interfaces y Periféricos, Guía 4
5
Funciones de comparación (relación): Se comparan valores boléanos, de hileras,
numéricos, arreglos y clusters.
Funciones de diálogos y tiempo: Se usan para manipular la velocidad a la que se ejecuta
una operación, obtener la fecha y hora de la computadora, crear cajas de diálogo para pedir
al usuario más instrucciones, etc.
Las funciones de los botones del Diagrama de Bloques es el siguiente:
6
Interfaces y Periféricos, Guía 4
Para poder adquirir una mayor habilidad en el uso del software mostramos la siguiente
ayuda:
Cuando su VI no es ejecutable, se despliega una flecha quebrada en el botón de correr en la
paleta de herramientas.
Encontrando los Errores: Para hacer una lista de los errores, haga clic en la flecha
quebrada. Para localizar el objeto que genera el error, haga clic en el mensaje del error.
Resaltando la Ejecución: Anima el diagrama y traza el flujo de datos, permitiéndole ver los
valores intermedios. Haga clic en el bombillo incandescente (light bulb) en la barra de
herramientas.
Probe: Utilizado para ver los valores en los arrays (arreglos) y clusters. Haga clic en los
cables con la herramienta Probe o haga clic derecho en el cable para ajustar los probes.
Interfaces y Periféricos, Guía 4
7
Punto de Paro (Breakpoint): Coloca pausas en diferentes lugares del diagrama. Haga clic
en los cables o en los objetos con la herramienta de Punto de Paro para colocar los puntos
de paro.
Procedimiento
1. Ejecute el programa LabView desde el Menú Inicio >> Programas >> National
Instruments >> LabVIEW 7.0; o bien, desde el escritorio si existe el icono de acceso
directo.
2. Observa las diferentes categorías a la izquierda de la ventana que corresponde a cada
uno de los tipos de tareas de las que puedes elegir. También puedes seleccionar VI
from Template para ver formas o plantillas prediseñadas que te brindan puntos de
partida para tus aplicaciones. Las opciones de Projects y Other Files son
componentes más avanzados. Para informarte más sobre cualquiera de los
componentes listados en New Dialog Box, puedes obtenerla seleccionando con un clic
Help, ubicado en la esquina inferior derecha de esa ventana.
3. Da un doble clic en Blank VI.
Se abrirán dos ventanas. La ventana con fondo color gris es el Front Panel (Panel Frontal), y
el de fondo blanco es el Block Diagram (Diagrama de Bloques).
PANEL FRONTAL
1. Se realizará una aplicación donde observemos los resultados de las 4 operaciones
matemáticas básicas dados dos números enteros sin signo, los cuales serán
8
Interfaces y Periféricos, Guía 4
denominados A y B y que compare si estos son iguales o uno mayor que el otro. El
panel frontal base, será el siguiente:
2. De la paleta de herramientas seleccione la opción de los controles numéricos
3. Ahora insertaremos dos controles, A y B
4. Para poder ver los resultados de las operaciones, emplearemos los indicadores
numéricos
5. Inserte 4 visualizadores, los cuales representaran los resultados de las 4 operaciones
básicas
6. Nuevamente de la paleta de herramientas seleccione la opción
7. Seleccione cualquiera de los tipos de led
DIAGRAMA DE BLOQUES
8. Cambie al Diagrama de Bloques, para realizar las conexiones de las diferentes
terminales, de manera que en los indicadores obtengamos el resultado esperado
Interfaces y Periféricos, Guía 4
9
9. Seleccione la opción Arith & comprar
10. Para los operadores matemáticos utilice
11. Y para los operadores de relación utilice
12. Compruebe el funcionamiento del VI, haciendo click en
. Esto ejecutará el
programa una sola vez. Si cambiamos los valores de los controles digitales no
veremos el resultado hasta que los pulsemos de nuevo.
13. Si pulsamos el botón
el programa se ejecutará continuamente, por lo que si
cambiamos los valores de los controles el resultado se refrescará instantáneamente.
Pulsando sobre los botones de stop y pausa,
detener la ejecución definitiva o temporalmente.
respectivamente, podemos
14. Introduzca diferentes valores en A y B y compruebe los resultados.
SUSTITUCIÓN DE CONTROLES E INDICADORES
10
Interfaces y Periféricos, Guía 4
Sustituiremos o reemplazaremos los controles existentes por otros diferentes, por lo que
cambiaremos la parte correspondiente a la interfaz de usuario, no a la funcionalidad.
15. Posiciónese sobre los controles numéricos y haga click derecho, aparece un pequeño
menú, del cual elegiremos la opción Replace, seleccione Num Ctrls
16. Ahora emplee slide, knob o Dial.
17. Para los resultados, hacemos un procedimiento similar al anterior, click derecho sobre
el indicador y seleccionamos Replace, siempre utilizaremos Num Inds
18. Aquí podrá seleccionar Bar, Tank, Gauge o Meter. Para cambiar la escala, basta con
sobreescribir el nuevo valor sobre el máximo establecido por default con la
herramienta de escritura.
Ahora resuelva los siguientes problemas:
• X2+Y2
•
2*X+3X-12
•
π2+3/X+2
•
ex+2-2
•
Para este caso deberá mostrar las dos respuestas (x1 y x2)
•
(X and Y) or (X exor Y)
•
Si X es mayor que 10 deberá encender un LED Rojo, en caso contrario deberá
encender un LED Verde. Para modificar el color de los LED debe ir a las propiedades
del indicador.
Para cada caso se crearán las entras y salidas necesarias para mostrar los resultados en
indicadores con escalas adecuadas.
Una vez finalizada la práctica Apague la computadora y deje todo ordenado antes de
irse.
Interfaces y Periféricos, Guía 4
11
Análisis de Resultados
1. Presente los programas de aplicación solicitados en el procedimiento
Investigación Complementaria
1. Investigue acerca de los formatos de números en Labview
2. Investigue la operación de números complejos en LabVIEW.
Bibliografía
•
Lázaro, A.
LABVIEW Programación gráfica para el control de instrumentación, Editorial
Paraninfo
•
National Instruments
LabVIEW User Manual.
•
Clark, C.
Labview Digital Signal Processing and Digital Comunication, Editorial Mc Graw Hill
12
Interfaces y Periféricos, Guía 4
Hoja de cotejo: 4
Guía 4:
Introducción a LabView
Alumno:
Maquina No:
Docente:
GL:
Fecha:
EVALUACION
%
1-4
5-7
8-10
CONOCIMIENTO
25%
Conocimiento
deficiente de los
fundamentos
teóricos
Conocimiento y
explicación
incompleta de los
fundamentos
teóricos
Conocimiento
completo y
explicación clara
de los fundamentos
teóricos
APLICACIÓN
DEL
CONOCIMIENTO
70%
No finalizó los
programas de
aplicación
Terminó
parcialmente los
programas de
aplicación
Terminó
completamente los
programas de
aplicación
ACTITUD
2.5%
Es un observador
pasivo.
Participa
ocasionalmente o
lo hace
constantemente
pero sin
coordinarse con su
compañero.
Participa
propositiva e
integralmente en
toda la práctica.
2.5%
Es ordenado; pero
no hace un uso
adecuado de los
recursos
Hace un uso
adecuado de los
recursos, respeta
las pautas de
seguridad; pero es
desordenado.
Hace un manejo
responsable y
adecuado de los
recursos conforme
a pautas de
seguridad e
higiene.
TOTAL
100%
Nota