Laborator nr. 1 Introducere în LabView

1.1 Scopul lucrării

Se prezintă conceptul de instrumentaŃie virtuală, caracteristicile mediului de programare

LabVIEW şi structura unui instrument virtual. Partea aplicativă a lucrării urmăreşte prezentarea

interfeŃei mediului LabView pentru sistemul de operare Windows.

1.2 Considerente teoretice

LabVIEW este un mediu de programare utilizat mai ales pentru realizarea măsurătorilor şi

monitorizarea unor procese automatizate. Pentru scrierea programelor în LabView, se utilizează

limbajul grafic G, limbaj de programare de generaŃia a 5-a, mediul LabView conŃinând mai multe

biblioteci de funcŃii predefinite pentru achiziŃia, prelucrarea, afişarea şi transmiterea datelor.

Programele realizate în LabView se numesc instrumente virtuale (Visual Instruments - VIs), la

baza acestora stând conceptele de modularizare şi ierarhie arborescentă. Când se proiectează şi se

implementează un IV, trebuie să se Ńină cont de natura modulară a acestuia: să poată fi utilizat atât

ca program principal cât şi ca subrutină în componenŃa unui alt IV. Un IV folosit la realizarea unui

alt IV se numeşte subIV, având rolul unei subrutine. Prin crearea şi utilizarea de subIV la realizarea

altor IV, utilizatorul defineşte ierarhii de IV.

Figura 1.1 Structura unui program

Programele realizate în mediul LabView se numesc, după cum am mai precizat, instrumente

virtuale (IV). Un IV are trei părŃi componente:

• Panoul frontal;

• Diagrama bloc;

• Pictograma si conectorul

Panoul Frontal defineşte interfaŃa grafică cu utilizatorul sau ceea ce va vedea utilizatorul pe

ecranul calculatorului. Obiectele grafice de interfaŃă disponibile pentru realizarea panoului frontal

se împart în controale şi indicatoare. Prin intermediul controalelor, utilizatorul introduce sau

actualizează valorile datelor de intrare (obiecte de tip Get); indicatoarele sunt folosite pentru a se

afişa rezultatele prelucrărilor (obiectelor de tip Say). Dacă IV se priveşte ca subIV (deci ca subrutină), atunci controalele corespund parametrilor formali de intrare, iar indicatoarele sunt

parametri formali de ieşire.

Mediul LaView oferă dezvoltatorului de aplicaŃii o colecŃie de obiecte predefinite pentru

proiectarea panoului frontal: butoane, comutatoare, cursoare, obiecte pentru reprezentări grafice,

rezervoare s.a, descrise în Lucrarea nr.2.

ParŃi din interfaŃa grafică cu utilizatorul, dată de panoul frontal, îi corespunde diagrama bloc,

care reŃine codul programului şi defineşte funcŃionalitatea IV.

Elementele de execuŃie din cadrul diagramei bloc al IV definesc nodurile programului;

operatori, funcŃii predefinite, proceduri utilizator (realizate de programator). Realizarea diagramei

bloc a IV se face utilizând limbajul grafic G: pentru definirea fluxurilor datelor în diagrama bloc, corespondenŃele se leagă între ele prin “fire”(sau conductoare).

A treia componenta unui IV este pictograma şi conectorul. Prin stabilirea pictogramei şi

conectorului, acel instrument virtual va putea fi folosit ca şi subrutina în diagrama bloc a altui IV.

Panou frontal

Diagrama bloc

Figura 1.2

Figura 1.3

Un exemplu concludent în acest sens este următorul :

Figura 1.4

1.3 Desfăşurarea lucrării.

Odată cu lansarea programului din Start/ Progams/ National Instruments LabVIEW / LabVIEW,

pe ecranul calculatorului apare meniul prezentat mai jos :

Pictograma/Conectorul

• Prin pictograma este reprezint un VI in cadrul altei diagrame bloc

• Prin intermediul conectorilor se permite conectarea VI-ului initial ca “subVI” in cadrul unui nou VI

icon

connector

terminals

Exemplu: Temperatura

SubVI from previous slides

Figura 1.5

SemnificaŃia butoanelor este :

• New VI - IV nou – se creează un nou IV

• Open VI - Deschide un IV – se deschide un IV existent

• DAQ Solution - SoluŃii pentru plăci de achiziŃii • Search Examples - Căutare exemple - se lansează un utilitar care permite

consultarea de exemple distribuite de firma NI odată cu mediul LabView

• LabVIEW Tutorial - Îndrumător LabView - program demonstrativ de învăŃare.

• Exit - Ieşire

Prin lansare în execuŃie a programului şi prin alegerea opŃiunii New VI, se observă că pentru

crearea unui nou VI s-au deschis două ferestre. Prima este fereastra Panoului frontal iar cea de-a

doua este fereastra Diagramei bloc, după cum se observă şi în exemplele de mai sus.

Ferestrele Panoului frontal si ale Diagramei bloc din IV posedă fiecare câte o bară orizontală cu unelte. Aceste bare cu unelte sunt implementate prin intermediul unor butoane, liste derulante sau

indicatoare de stare, utilizate pentru editarea, trasarea şi execuŃia unui IV. O parte din opŃiunile

celor două bare cu unelte sunt comune şi anume cele dispuse în partea dreaptă a barei.

Figura 1.6

SemnificaŃia butoanelor este următoarea:

• a – rulare IV

• b - rulare continuă unui IV

Bara de unelte

a b c d e f g h

i j k l Indicator de atentionare Enter

Butoanele suplimentare care apar în bara de unelte în cadrul Diagramei Bloc

• c – oprirea rulării unui IV

• d – pauză în rularea unui IV

• e - front control

• f - h - butoane utilizate pentru ordonarea şi configurare

• i – regim de rulare cu afişarea fluxurilor

• j – l – trasare interactiva (programul aşteaptă ca utilizatorul şi indice execuŃia următoarei instrucŃiuni)

Bara orizontală de meniuri conŃine opŃiuni pentru realizarea unor acŃiuni obişnuite (gestiune

fişiere, editare), implementate în majoritatea aplicaŃiilor Windows, asupra cărora nu vom mai reveni.

Mai exista deasemenea o serie de opŃiuni noi, specifice acestui mediu de programare, pe care însă

le vom descoperi pe parcurs.

Figura 1.7

O altă componentă importantă a interfeŃei acestui program este caseta de unelte generale.

Aceasta cuprinde instrumente de creare, editare sau trasare a execuŃiei instrumentelor virtuale.

Afişarea / ascunderea casetei cu unelte generale se face prin opŃiunea « Windows / Show Tool

Palette ». O altă modalitate de afişare a acestei casete se face prin poziŃionarea cursorului mousului

în interiorul ferestrei Panoului frontal sau Diagramei bloc şi se apasă simultan tasta « SHIFT » şi butonul din dreapta al mousului.

SemnificaŃia elementelor casetei cu unelte generale este următoare:

• unealta de operare – se manevrează mai ales valorile din elementele panoului frontal

• unealta de editare – selectare, mutare, redimensionare obiect

• unealta de etichetare – permite introducerea de la tastatură a unui text

• unealta de interconectare – realizează legăturile între noduri (elemente de execuŃie) în fereastra Diagrama Bloc

• unealta de defilare

• unealta care permite inserarea în cadrul diagramei bloc a unui punct de întrerupere a execuŃiei unui IV

• unealta sondă – se afişează o fereastră în care se afişează valoarea transmisă pe un fir de legătură

• unealta de colorare

Mediul LabView oferă dezvoltatorilor de programe două metode de asistenŃă, care pot fi

utilizate pe parcursul dezvoltării unui IV: fereastra (Help Windows) şi utilitarul (Online Help) de

asistenŃă. Afişarea/ascunderea ferestrei de asistenŃă se poate face prin două metode: se alege

opŃiunea Help/Show Help din bara cu meniuri sau apăsând concomitent <Ctrl>+<H>. Fereastra de

asistenŃă se utilizează în cazurile următoare :

• la afişarea descrierii pentru obiectele din Panoul frontal si diagrama bloc

• la consultarea casetei cu funcŃii, se prezintă semnătura şi o descriere de utilizare

• în diagrama bloc, terminalul conductorului IV, asupra căruia se foloseşte unealta de

interconectare, este evidenŃiat prin afişare intermitenta în fereastra de asistenŃă; metoda de

asistare este utilizată frecvent în realizarea conexiunilor la nodurile dotate cu mai multe

terminale, pentru selectarea exactă a parametrilor aşteptaŃi;

• în diagrama bloc se permite afişarea structurii de date, folosită pentru valoarea care se transferă între acele noduri, pe o legătura existentă; se opreşte unealta de interconectare

deasupra legăturii; se reaminteşte faptul, că nodul reprezintă elementul de execuŃie din

limbajul G.

Figura 1.9

1.4 Mod de lucru

1. Se lansează mediul LabView.

2. Se identifică acŃiunile realizate de butoanele din dreapta ferestrei (fig. 1.5) afişate la lansarea

mediului LabView.

3. La crearea unui nou IV, se observă crearea a două ferestre: panoul frontal şi diagrama bloc.

Trecerea între cele două ferestre se poate face selectând din meniul orizontal

Windows/Show diagram, respectiv Windows/Show Panel.

4. Se revine la fereastra principală (fig. 1.5) de unde se va alege Find Examples.

• Se prezintă o fereastra meniu, în care opŃiunile sunt grupate pe diferite subiecte.

Exemplele disponibile apar grupate pe verticală. Se studiază principalele grupe de subiecte disponibile.

• Din sectiunea Analyzing and Procesing Signals alegeŃi grupa Signal and Noise

Generation de unde selectaŃi exemplul numit Signal Generation and Processing.

Prin selectarea cu mous-ul a unui exemplu, în fereastra din dreapta se va declanşa

descrierea IV pentru consultare.

• După deschiderea exemplului, încercaŃi să-l rulaŃi prin apăsarea «butonului de rulare» (fig.1.6 -a). Şi în acest caz se poate trece între cele două ferestre selectând din

meniul orizontal Windows/Show diagram, respectiv Windows/Show Panel.

• Prin modificarea formei semnalului, frecvenŃei, modalităŃile de filtrare din Panoul frontal, încercaŃi să înŃelegeŃi şi să explicaŃi cum funcŃionează acest exemplu.

• Pentru a închide acest exemplu, e necesar să se apese mai întâi butonul Stop sau F4, după care din meniul orizontal File/Close. Atentie !!! NU SE VOR SALVA

MODIFICARILE (voite sau involuntare), realizate în timpul consultării exemplelor.

5. In arhiva ce insoteste aceasta lucrare se regasesc mai multe exemple. Unul dintre acestea

este « Simple Math.vi »

• Panoul frontal contine mai multe controale, care initial toate au valoarea 0. Modificati valorile de intrare ale controalelor A SI B.

• Prin rularea programului se poate verifica operatia de adunare si de inmultire. In cazul in care numerele introduse sunt egale indicatorul de tip led se va aprinde. Prin

trecerea in fereastra Diagrama bloc, din bara de meniuri orizontale, se apase butonul

– regim de rulare cu afisarea fluxurilor (fig.2.6 -i), si se vor urmari vizual fluxurile

de date intre componentele diagramei bloc. In cazul in care a fost selectata acesta

optiune se observa ca rularea unui program este incetinita, aceasta pentru ca aceste fluxuri sa fie vizibile.

6. Un exemplu asemanator este si DataFlowB. Incercati sa rulati si acest exemplu.

7. Un exemplu putin mai complex, din arhiva ce insoteste acesta lucrare, este Game.vi. Acesta

este un joc simplu cu carti, pentru rulare se repeta aceeasi procedura de mai sus. Prin

apasarea manetei virtuale, cele trei carti se vor amesteca aleator. Se castiga in momentul in

care toate cele trei carti sunt de aceeasi culoare. In momentul in care se castiga , suma

castigata este de 50 ori suma pariata.

8. Se deschide exemplul numit Wire Demo (din arhiva ce insoteste acesta lucrare) si se observa

ca pe panoul frontal sunt plasate un control si un indicator (mai multe despre acestea in Lucrarea nr.3). Se observa ca butonul se rulare este intrerupt, iar in cazul in care se incearca

apasarea pe acest buton apare o fereastra de erori (Error list). Incercati sa depistati eroarea si

sa remediati problema utilizandu-va doar de butoanele prezentate mai sus. In final numarul

introdus in control trebuind sa fie afisat pe indicatorul alaturat.

9. TEMA. Fiecare student îşi va alege unul dintre exemplele mediului LabView, şi va încerca

să-l înŃeleagă şi să-l explice.