Introducción a LabVIEW
Seminario Práctico
0
Ejercicio 1: Elaborar un sencillo VI de LabVIEW En este ejercicio elaborarás un sencillo LabVIEW VI que simule una señal análoga y la grafique en el elemento gráfico correspondiente. El VI (Instrumento Virtual) medirá el valor de la señal de entrada y lo comparará contra un límite especificado por el usuario, si el valor de entrada excede el límite un LED se encenderá. Las ilustraciones abajo mostradas, pertenecen a cada una de las paletas encontradas en LabVIEW y te ayudarán a completar el ejercicio. Para mayor referencia y explicación sobre cada paleta encontrada en LabVIEW, puedes consultar el Apéndice B, The LabVIEW Enviroment. Nota: LabVIEW tiene integrada la función Automatic Tool Selection, que cambia las funciones del cursor dependiendo del tipo de objeto que estés seleccionando.
Functions Palette Controls Palette
1. Si aún no has abierto LabVIEW, correlo desde el Menú Inicio >> Programas >> National Instruments >> LabVIEW 8.5; o bien, desde el escritorio si existe el icono de acceso directo. 2. Da un clic en VI from Template para abrir la opción New Dialog Box. 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 Blank VI, para iniciar en ceros. También existen formas o plantillas prediseñadas que te brindan puntos de partida para tus aplicaciones. Las opciones de Projects y Other Files son componentes más avanzados que en esta ocasión no serán descritos a detalle. 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. Selecciona VI >> From Template >> Tutorial (Getting Started) >> Generate and Display y da un clic en OK.
1
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). El Panel Frontal contiene la interfase gráfica de usuario mientras que el Diagrama de Bloques contiene el código que controla las funciones del VI. Puedes saltar entre las ventanas presionando
2
4. Examina el Panel Frontal y el Diagrama de Bloques de este VI de plantilla. El Panel Frontal contiene una Grafica de Forma de Onda (Wave Form Chart) y un botón Stop, así como se muestra en la figura.
Examina el Diagrama de Bloques, este contiene una un bloque VI Express que simula una señal (Simulate Signal) y está configurado para simular una señal senoidal que se plasmará en la grafica de forma de onda.
3
5. Regresa al Panel Frontal (Ctrl - E). Observa que el botón Run (Correr) ubicado en la esquina superior izquierda es de color blanco y no presenta ninguna fractura. Esto significa que el VI no contiene errores y puede ser ejecutado. Presiona el botón para iniciar la operación del VI. Cuando hayas terminado de examinar el comportamiento del VI presiona el botón STOP. Nota: Conforme avanzas en el ejercicio verás como la caracterización del botón Run irá cambiando de color blanco a gris y tendrá una fractura a la mitad. Esto indica que el VI contiene errores y no puede ser ejecutado. 6. Ahora vas a añadir más funciones al VI. Lo modificarás para que se active una alarma cuando el valor de una señal sobrepase cierto nivel. Si aún no es visible la Paleta de Controles (Controls Palette) ábrela haciendo clic derecho sobre el área de trabajo del Panel Frontal. Si quieres que quede fija esta ventana solo presiona la tachuela de la esquina superior izquierda, su apariencia cambia como muestra la figura.
4
7. Presiona de la paleta, el menú Numeric Controls ó Num Ctrls (Controles Numéricos) y selecciona el elemento Vertical Pointer Slide ó Pointer Slide. Colócalo sobre el área de trabajo y con un clic lo posicionas.
8. Ahora selecciona el menú Express, se despliega una serie de opciones como la siguiente.
5
9. Selecciona de la subpaleta LEDs y extrae un elemento Round LED hacia el Front Panel.
10. Dirígete sobre el Panel Frontal y da un clic derecho sobre la Vertical Pointer Slide, selecciona la opción Properties, en la parte baja del menú rápido. Aparecerá una ventana de propiedades con diferentes opciones que puedes modificar. Así como en la siguiente ilustración, realiza los cambios correspondientes. Label: Escribe “Limit” Slider 1: Habilita la casilla “Show digital display(s)” Después de modificar los dos campos anteriores presiona OK.
6
11. Da un clic derecho sobre el Round LED con la etiqueta Boolean, y selecciona Properties. Examina las diferentes opciones que pueden modificarse. En la pestaña Appearance cambia el texto de la etiqueta de Bolean a Alarm. Da clic en OK para aplicar los cambios. Ahora acomoda los objetos de manera similar al de la siguiente ilustración.
7
12. Cámbiate ahora al Diagrama de Bloques . Da doble clic en el VI Express Simulate Signal para abrir la ventana de propiedades. Examina las diferentes propiedades que puedes modificar. De las propiedades de la señal cambia Amplitude a 10 y Frequency a 10.1. Presiona el botón OK para aplicar los cambios y cerrar la ventana.
8
13. Abre la Paleta de Funciones (Functions Palette) de la misma manera que la Paleta de Control, dando un clic derecho sobre el área de trabajo del Diagrama de Bloques. Selecciona Arithmetic & Comparison óArith & Compa>> Comparison y coloca el VI Express Comparison en el Diagrama de Bloques.
Cuando colocas el VI Express Comparison, aparece una caja de dialogo que permite configurar el tipo de comparación que realizarás. Realiza las siguientes selecciones y cierra el cuadro dando clic en el botón OK. Compare Condition: Selecciona “Greater” Comparison Inputs: Selecciona “Second signal input” Al configurar los parámetros anteriores persona OK.
9
14. Puedes conectar los Controles, las Funciones y los Indicadores entre si en el Diagrama de Bloques. Apunta a ellos con el cursor y cuando este cambie a una forma de carrete de cable da un clic y mueve el cursor hasta el elemento con el que quieras hacer conexión, dando otro clic completas la conexión. Ahora conecta el control Limit al indicador Alarm.
Nota: El botón Run en la esquina superior izquierda de la ventana del Panel Frontal (Front Panel) y del Diagrama de Bloques (Block Diagram) cambió de su forma sólida y de color blanco a una flecha rota y de color gris. Como se mencionó previamente, esto indica que el VI no puede ser ejecutado. Si presionas el botón mientras está roto, se abre una ventana de corrección de errores.
10
15. Da un clic en el botón Run. El cuadro de diálogo que aparece muestra que en esta ocasión ocurrió un error por haber conectado dos terminales de tipos distintos. Puesto que Limit es un control numérico y Alarm es un indicador boleano, no se pueden conectar entre sí. Para resaltar el error dentro del Diagrama de Bloques, da un clic en el cuadro de diálogo que muestra el error por escrito, esto mostrará el error señalado.
16. Observa que el cable de conexión entre Limit y Alarm aparece seccionado y tachado en rojo por el centro.
Para eliminar este cable roto presiona . Esta es una forma rápida para limpiar desde el teclado todos los cables rotos del Diagrama de Bloques. 17. Arregla tu diagrama de Bloques de manera similar a como se muestra siguiendo estos sencillos pasos. a. Cablea el control Limit a la entrada Operand 2 de la función Comparison. b. Conecta el cable entre el bloque Simulate Signals y el Waveform Graph a la entrada Operand 1 del bloque Comparison. c. Cablea la salida Result del bloque Comparison al indicador Alarm. Tu Diagrama de Bloques debe verse como este:
11
18. Colócate en el Panel Frontal . 19. Guarda el VI en la dirección C:\Seminars\HandsOn\LabVIEW\CustomerWork con el nombre de Exercise1.vi. Nota: Asegúrate de guardar correctamente el VI ya que lo usarás más adelante dentro del seminario. 20. Corre el VI. Mientras se ejecuta, puedes cambiar el valor de Limit. Observa que cuando un dato recibido desde el Simulate Signal VI es mayor que el límite, el indicador Alarm se enciende. Mientras está corriendo cámbiate al Diagrama de Bloques y da un clic en la opción Highlight Execution en la barra de herramientas. Esto te permitirá ver el flujo de datos a través de los bloques del programa.
21. Cuando hayas terminado detén el VI con el botón Stop del Panel Frontal. Fin del Ejercicio 1
12
Ejercicio 2: Toma de Mediciones Completa los siguientes pasos para crear un VI que adquiera continuamente datos desde tu dispositivo DAQ. 1. Abre LabVIEW. 2. En la ventana Getting Started selecciona en la sección New la carpeta More. Cuando te encuentres en la ventana Create New, extiende la carpeta From Template. 3. De la carpeta DAQ, elige el Data Acquisition with NI-DAQmx.vi . A la derecha, se muestra su descripción. Da un clic en OK. 4. Despliega el Diagrama de Bloques (Block Diagram), si ya está abierto, solo da un clic en él para presentarlo, si no, selecciona Window » Show Block Diagram. Puedes cambiarte entre las ventanas (Block Diagram y Front Panel) desde el teclado presionando . Sigue las siguientes instrucciones para completar tu diagrama de bloques. 5. Da doble clic en el bloque DAQ Assistant para abrir el asistente de configuración de adquisición de datos. 6. Configura la operación de la entrada analógica. a. Selecciona Analog Input » Voltage. b. Selecciona Dev 1 (USB-6009) o equivalente » ai0, para adquirir datos en la entrada analógica por el canal 0. Da un clic en Finish. c.
En la siguiente ventana definirás los parámetros de operación de la entrada analógica. Para seleccionar el rango de entrada con el que trabajará mejor tu micrófono, en la pestaña Settings, escribe 2 Volts a la casilla Maximum, y -2 Volts en la casilla Minimum. En la casilla Task Timing selecciona Continuous como modo de adquisición e ingresa 10000 en la tasa de frecuencia (Rate). En el campo Samples to Read, escribe 1000. Atención, no cambies ningún otro valor y da un clic en OK para cerrar el asistente.
13
7. Coloca el VI Express Filter a la derecha del DAQ Assistant dentro del diagrama de bloques. Abre la Paleta de Funciones (Functions Palette) haciendo clic derecho sobre el área de trabajo del Diagrama de Bloques. Desde la Paleta de Funciones selecciona Express » Signal Analysis » Filter y colócalo en el Diagrama de Bloques dentro del ciclo while. Para mantener fija la Paleta de Funciones en el Diagrama de Bloques presiona la pequeña tachuela ubicada en la esquina superior izquierda de la paleta. Toma nota, este paso se omitirá en los siguientes ejercicios, pero se tendrá que repetir. En la ventana de configuración bajo la sección Filtering Type elige Highpass. En la sección Cutoff Frequency utiliza una tasa de frecuencia de 300Hz. Da un clic en OK cuando termines. 8. Realiza las siguientes conexiones en tu diagrama de bloques. Para cablear un elemento con otro lleva el cursor a las terminales del elemento hasta que cambie a un carrete de conexión y dando un clic llévalo hasta el otro elemento y da un clic en el terminal objetivo.
14
a. Conecta la terminal de salida Data del DAQ Assistant VI a la entrada Signal del VI Filter. b. Posicionando el cursor en la terminal Filtered Signal da clic derecho y selecciona Create >> Graph Indicator. Esto proporcionará al VI de filtro una salida para mostrar los datos que filtra, que a su vez provienen del asistente de adquisición de datos.
9. Regresa al Panel Frontal (Front Panel) presionando desde el teclado o seleccionando Window » Show Front Panel. Puedes hacer más grande la gráfica que aparece en el Panel Frontal, tal como harías grande una figura o fotografía en cualquier otro paquete de software, pasando el cursor por alguna de sus esquinas y arrastrando. 10. Corre la aplicación haciendo clic en el botón Run. Sopla o silva en el micrófono para observar como cambia el voltaje en la gráfica.
11. Para la aplicación cuando termines haciendo clic en el botón Stop. 12. Guarda el VI con el nombre Exercise 2-Acquire.vi en la carpeta Exercises y ciérralo. Es importante guardar el archivo pues será utilizado para ejercicios posteriores. Fin del Ejercicio 2
15
