Manual Basico de LAbVIEW

 

 

Elaboro:  González Rodríguez Sandra Berenice Estudiante de Ingeniería Robótica Profesor:  Ing. José Luis Guzmán Gaytan

 

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Resumen En el presente archivo se puede encontrar un manual básico para comenzar a trabajar en LabVIEW. Se explica brevemente lo que es el software, algunas definiciones que son más usadas en su manejo, las aplicaciones y alcances que tiene LabVIEW y la explicación de cómo empezar a utilizarlo con ayuda de algunos ejemplos.

Introducción LabView (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) es un lenguaje de programación de alto nivel, para diseñar sistemas de tipo gráfico, y enfocado al uso en instrumentación. Permite diseñar interfaces de usuario mediante una consola interactiva basada en software. Usted puede diseñar especificando su sistema funcional, su diagrama de bloques o una notación de diseño de ingeniería. Labview es a la vez compatible con herramientas de desarrollo similares y puede trabajar con programas de otra área de aplicación, como por ejemplo Matlab. Tiene la ventaja de que permite una fácil integración con hardware, específicamente con tarjetas de medición, adquisición y procesamiento de datos (incluyendo adquisición de imágenes). Es un entorno de programación destinado al desarrollo de aplicaciones, similar si milar a los sistemas de desarrollo comerciales que utilizan el lenguaje C o BASIC. Sin embargo, LabVIEW se diferencia de dichos programas en un importante aspecto: los citados lenguajes de programación se basan en líneas de texto para crear el código fuente del programa, mientras que LabVIEW emplea la programación gráfica o lenguaje G para crear programas basados en diagramas de bloques. Para el empleo de LabVIEW no se requiere gran experiencia en programación, ya que se emplean iconos, términos e ideas familiares a científicos e ingenieros, y se apoya sobre símbolos gráficos en lugar de lenguaje escrito para construir las aplicaciones. Por ello resulta mucho más intuitivo que el resto de lenguajes de programación convencionales. LabVIEW posee extensas librerías de funciones y subrutinas, también proporciona potentes herramientas que facilitan la depuración de los programas. pág. 2 

 

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 Ap li ca caci ci o n es d e Lab L abVIEW VIEW LabVIEW tiene su mayor aplicación en sistemas de medición, como monitoreo de procesos y aplicaciones de control, un ejemplo de esto pueden ser sistemas de monitoreo en transportación, Laboratorios para clases en universidades, procesos de control industrial. LabVIEW es muy utilizado en procesamiento digital de señales (wavelets, FFT, Total Distorsion Harmonic TDH), procesamiento en tiempo real de aplicaciones biomédicas, manipulación de imágenes y audio,

automatización,

diseño de filtros digitales, generación de señales, entre otras, etc.

¿Cóm ¿C ómo o tr trabaja abaja LabVIE LabVIEW? W? Los programas desarrollados mediante LabVIEW se denominan Instrumentos Virtuales (VIs), porque su apariencia y funcionamiento imitan los de un instrumento real. Sin embargo son análogos a las funciones creadas con los lenguajes de programación convencionales. Los VIs tienen una parte interactiva con el usuario y otra parte de código fuente, y aceptan parámetros procedentes de otros VIs. Todos los VIs tienen un panel frontal y un diagrama de bloques. (ver Imagen 1) 1 )  Las paletas contienen las opciones que se emplean para crear y modificar los VIs.

Imagen 1. Inicialización de LabVIEW LabVIEW donde se muestra la opción de crear un nuevo VI para empezar a trabajar, a la derecha se pueden ver los VI en los que se ha trabajado recientemente.

Conceptos Los VI ocupan espacio en la memoria del computador, la cual es utilizada para cuatro bloques diferentes descritos a continuación:

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•PANEL FRONTAL: Es la interfaz con el usuario, la utilizamos para interactuar con el usuario cuando el programa se está ejecutando. Los usuarios podrán observar los datos del programa actualizados en tiempo real (como van fluyendo los datos, un ejemplo sería el de un LED, donde con un interruptor le mandas una señal al LED y este de enciendo o se apaga).  (ver Imagen 2) 2) 

Imagen 2. Panel frontal de LabVIEW 

•DIAGRAMA DE BLOQUES: Constituye el código fuente del VI. En el diagrama de bloques es donde se realiza la implementación del programa del VI para controlar o realizar cualquier procesado de las entradas y salidas que se crearon en el panel frontal. El diagrama de bloques incluye: funciones, estructuras y terminales.

Imagen 3. Diagrama de Bloques de LabVIEW. NOTA: Si al abrir el panel frontal, no aparece el diagrama de bloques puedes acceder a él por medio de la combinación de las teclas ctrl+E o ctrl+T.

También desde Window y seleccionas Show Block Diagram. Imagen 4

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• EL PROGRAMA COMPILADO: Cuando se escribe escri be en LabVIEW, el algoritmo escrito de forma gráfica no es ejecutable por el computador, por tanto, LabVIEW lo analiza, y elabora un código asembler, con base en el código fuente de tipo gráfico. Esta es una operación automática que ocurre al ejecutar el algoritmo, por tanto no es importante entender como sucede esto. Lo que sí es algo para apreciar, es que en este proceso, se encuentran los errores de confección que son mostrados en una lista de errores, donde con solo darle doble click al error, se aprecia en el diagrama de bloques, donde ocurre éste, para su corrección. • LOS DATOS: Como el algoritmo maneja datos, requiere de un espacio espaci o en memoria para estos, lo que hace tomar en cuenta que el computador usado debe tener la memoria suficiente para manejarlos. Por P or ejemplo, cuando se usan grandes matrices en cálculos se puede requerir de mucho espacio. Nota:  A un programa VI terminado se le puede borrar el diagrama de bloques para Nota: A que ocupe menos memoria, y no pueda ser editado, y seguirá funcionando. El panel nunca puede ser borrado.  borrado.   • CONTROLES: CONTROLES: Los usamos como entradas, pueden ser botones, marcadores etc. • INDICADORES: INDICADORES: Los usamos como salidas, pueden ser termómetros, gráficas, LEDs, etc. LabVIEW posee una extensa biblioteca de funciones, entre ellas, aritméticas, comparaciones, conversiones, funciones de entrada/salida, de análisis, etc. Las estructuras, similares a las declaraciones causales y a los bucles en lenguajes convencionales, ejecutan el código que contienen de forma condicional o repetitiva (bucle for, while, case, etc.). Los cables son las trayectorias que siguen los datos desde su origen hasta su destino, ya sea una función, una estructura, un terminal, etc. Cada cable tiene un color o un estilo diferente, lo que diferencia unos tipos de datos de otros. • PALETAS: PALETAS: Proporcionan las herramientas que se requieren para crear y modificar tanto el panel frontal como el diagrama de bloques. Existen las siguientes paletas:

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-Paleta de herramientas (Tools palette): Se palette): Se emplea tanto en el panel frontal como en el diagrama de bloques. Contiene las herramientas necesarias para editar y depurar los objetos tanto del panel frontal como del diagrama de bloques.

Imagen 4. Tools palette.

Las opciones que presenta esta paleta son los siguientes:

-Paleta de controles (Controls palette): Se utiliza únicamente en el panel frontal. Contiene todos los controles e indicadores que se emplearán para crear la interfaz del VI con el usuario. (ver Imagen 5) 5) 

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Imagen 5. Controls Controls palette.  palette.

-Paleta de funciones (functions palette): Se emplea en el diseño del diagrama de bloques. La paleta de funciones contiene todos los objetos que se emplean en la implementación del programa del VI, ya sean funciones aritméticas, de entrada/salida de señales, entrada / salida de datos a fichero, adquisición de señales, temporización de la ejecución del programa.  programa.  

Imagen 6. Functions Functions palette  palette pág. 7 

 

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Una vez dada la explicación general de las herramientas que posee LabVIEW y de las funciones que contienen en las paletas, mostraremos un ejemplo de cómo realizar un VI en LabVIEW de un convertidor de grados Fahrenheit a Centígrados. Pasos: 1.- Iniciar LabVIEW 2.- Crear un nuevo VI

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Imagen 7. 7. Creación de un nuevo VI

3.- Posicionarse en la ventana de Panel Frontal y con la ayuda de paleta de controles (click en botón derecho sobre la ventana para desplegarla), entrar a la opción de Numeric y seleccionar el controlador de Tank, que con ayuda del slide que trae incluido lo usaremos para ingresar los valores de los grados Fahrenheit, colocarlo en el Panel de Control, volver a hacer lo mismo, pero esta vez seleccionar Thermometer con el que indicaremos los valores de la conversión a grados Centígrados.

Imagen 8. 8. Selección de indicadores

4.- Una vez colocados los indicadores seleccionar un Numeric Control y un Numeric Indicador. NOTA: esta opción no es obligatoria pero ayuda para ver con mayor precisión los valores que tienen los instrumentos de medición. pág. 9 

 

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Imagen 9. 9. Vista de Panel control con los instrumentos de medición.

5.- Una vez que terminamos en el panel de control nos pasamos a la ventada del diagrama de bloques, donde daremos las instrucciones que se realizaran en la Interfaz Gráfica. Para ello debemos tener en cuenta la Formula para realizar la conversión de °F a °C que a continuación se muestra.

Imagen 10. Formula de °F a °C

6.- En la ventana de Diagramas de Bloques dando click derecho sobre ella para desplegar la paleta de funciones, seleccionamos Numeric y comenzamos a agregar los elementos aritméticos necesarios para realizar las operaciones de la conversión arriba mencionada.

Imagen 11. Selección de operaciones aritméticas. pág. 10 

 

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Para esta operación se requiere una operación de resta, una multiplicación y una división, una vez colocadas estas operaciones en el diagrama de bloques comenzar a colocar las terminales y las constantes necesarias para que la operación se realice correctamente. Para agregar las constantes a las operaciones aritméticas existen dos formas, una, ingresar a la paleta de funciones, Numeric y seleccionar Numeric Constant.

Imagen 12. Selección de constantes

La segunda, posicionarse en alguna de las terminales de entrada de la operación aritmética deseada, dar click derecho, seleccionar la opción de Create y para este ejercicio seleccionar Constant.

Imagen 13. Selección de operación. 

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Imagen 14. Opción de constante. 

7.- Una vez colocadas todas las constantes y puestas las terminales correspondientes el programa para realizar la conversión de °F a °C está completa. Y se puede proceder a correr el programa y ver cómo funciona.

Imagen 15. Programa terminado.  terminado. 

Consejos:  Al ingresarle ingresarle un valor a los grados grados Fahrenheit Fahrenheit y darle Run al programa programa se realizara realizara la operación correspondiente se ejecutara una sola vez, por lo que para que el programa se esté repitiendo una infinidad de veces y se puedan visualizar las conversiones al instante, se puede colocar el programa dentro de un ciclo While, donde se coloca un botón de stop para detener el programa cuando uno lo desee.

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Ingresar a la paleta de Funciones, seleccionar Structures y ahí se encuentra While Loop.

Imagen 16. Selección de ciclo While.

Imagen 17. Para colocar el Stop, posicionarse en el círculo rojo que aparece en la esquina inferior derecha del ciclo While, dar click derecho y seleccionar Create Control. 

Imagen 18. Diagrama de bloques con el ciclo While y el Stop. pág. 13 

 

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Imagen 19. Programa mostrado en la Interfaz Gráfica y en su estructura interna.

Imagen 20. Escalas de comparación 

Imagen 21, 22 y 23. Programa corriendo con diferentes valores.  NOTA: Comparar las escalas, Imagen 20. pág. 14 

 

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Conclusión: LabVIEW es un programa de fácil manejo, con el que te familiarizas fácilmente y además tiene un sinfín de aplicaciones y herramientas, no es necesario saber programar en C o en algún otro lenguaje, pero si te ayudan bastante para entender de lógica de programación. LabVIEW es muy útil pues puedes establecer comunicación con hardware y software externo y puedes emplearlo en proyectos personales, escolares y profesionales.

Bibliografía: http://www.ni.com/getting-started/labview-basics/esa/   https://es.wikipedia.org/wiki/LabVIEW   http://www.ni.com/pdf/manuals/320999e.pdf   http://www.ni.com/pdf/manuals/320999e.pdf  

 Anexo  An exo : VI del conversor de °F a °C, nombre “conversor 2016” 2016”  VI del conversor de °F a °C en otra versión, nombre “conversor 2013” 2013”  Software LabVIEW 2016 Medicina para el software

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