Cadenas, Entrada/Salida de Archivos y Nodos de Propiedad. Aprenderá a crear controles en Cadena. Como emplear las funciones en Cadena.

Transcripción

1 Cadenas, Entrada/Salida de Archivos y Nodos de Propiedad En esta parte los estudiantes aprenderán acerca de las cadenas. Aprenderán a escribir un VI simple para escribir y leer hacia y desde los archivos de LabVIEW como una forma de manejo de administración de datos. Adicionalmente los nodos de propiedad serán introducidos con el fin de cambiar los objetos del Panel Frontal programáticamente. Objetivos Aprenderá a crear controles en Cadena. Como emplear las funciones en Cadena. Acerca de las operaciones de E/S de Archivos Cómo Emplear los VIs de alto nivel de E/S de Archivos. Cómo emplear el VI y las funciones de bajo nivel de E/S de Archivos. Como dar formato a los archivos de texto para emplearlos en hojas de cálculo.

2 Contenido para el Estudiante Introducción En esta lección aprenderás acerca de las cadenas. También escribirás un VI simple para escribir y leer hacia y desde los archivos de LabVIEW como una forma de administración de datos. Adicionalmente, los nodos de propiedad serán introducidos con el fin de cambiar los objetos del panel frontal programáticamente. Objetivos Aprenderás varios tipos de pantallas de cadenas Aprenderás como acceder archivos a través de una interfase de usuario. Aprender el orden de ejecución de un nodo de propiedad. Teoría CADENAS Una cadena es una secuencia de caracteres ASCII expuestos y no expuestos. Las cadenas suministran un formato independiente de plataforma para la información y los datos. Las operaciones de Entrada/Salida (E/S) de Archivos pasan datos hacia y desde los archivos.

3 Algunas de las aplicaciones más comunes de las cadenas incluyen lo siguiente: Crear mensajes de texto simples Pasar datos numéricos como cadenas de caracteres a los instrumentos y luego convertir las cadenas en valores numéricos. Almacenar datos numéricos en disco. Para almacenar valores numéricos en un archivo ASCII, usted primero debe de convertir los valores numéricos en cadenas antes de escribirlos en un archivo del disco. Instruir o asistir a los usuarios con cajas de diálogo. En el panel frontal las cadenas aparecen como tablas, cajas de entrada de texto y etiquetas. Edita y manipula las cadenas para usarlas en otras aplicaciones tales como aplicaciones de procesamiento de palabras y hojas de cálculo. Usa las funciones de Cadena localizadas en la paleta de Functions»String del diagrama de bloques para editar y manipular cadenas de la siguiente manera: Búsqueda, retrieve y remplazar caracteres o substraer los mismos en una cadena Cambiar todo el texto en una cadena a una casilla superior o inferior. Buscar y retrieve patrones iguales dentro de una cadena Retrieve una línea de una cadena. Rotar y regresar un texto dentro de una cadena Borrar caracteres de una cadena. A continuación se describen algunas de las funciones en Cadena: String Lenght.- Retorna en lenght el número de caracteres (bytes) de string, incluyendo los caracteres de espacio. Por ejemplo, la función String Lenght retorna un lenght de 19 para la siguiente cadena: The quick brown fox Concatenate Strings.- Concatena cadenas de entrada y arreglos de 1D de cadenas en una sola cadena de salida. Para las entradas de los arreglos, esta función concatena cada elemento del arreglo. Agregue entradas a la función haciendo clic derecho en una entrada y seleccionando Add Input

4 desde el menú rápido o ajustando el tamaño de la función. Por ejemplo, concatene la cadena anterior con el siguiente arreglo de cadenas: La función Concatenate Strigs devuelve la siguiente cadena: The quick brown fox jumped over the lazy dog. String Subset.- Retorna una cadena substring de la entrada string comenzando en offset y conteniendo lenght número de caracteres. El offset del primer carácter en string es 0. Por ejemplo si se utiliza la cadena anterior como entrada, la función String Subset retorna el siguiente substring para un offset de 4 y un lenght de 5: quick Match Pattern.- Busca regular expresión en string comenzando en offset y si encuentra uno igual, separa string en tres subcadenas. Si no encuentra uno igual, match substring queda vacío y offset past match es -1. Por ejemplo, use una regular expresión de: y use la siguiente cadena como entrada: VOLTS DC : E+1; La función Match Pattern retorna un before substring de VOLTS DC, un match string de :, un after substring de E+1; y un offset past match de 9. Para usar datos en otro VI, funciones o aplicación, regularmente debes de convertir los datos a una cadena y después formatear la cadena de una forma que el VI, función o aplicación pueda leer. Por ejemplo, Microsoft Excel espera cadenas que incluyen delimitaciones, las cuales Excel usa para segregar números o palabras en las celdas. Por ejemplo, para escribir un arreglo de 1D de numéricos en una hoja de cálculo usando la función Write File, debes formatear el arreglo en una cadena y separar cada numérico con un delimitante, tal como un tab. Para escribir un arreglo de numéricos a un hoja de cálculo usando Write to Spreadsheet File VI, debes de formatear el arreglo con una función Array to SpreadSheet String y especifica el formato y una delimitante. A continuación se resumen algunas de las funciones de Cadenas localizadas en la paleta de Functions»String para realizar las siguientes operaciones. Concatenar dos o mas cadenas Extraer un subconjuntos de cadenas de una cadena. Convertir datos en cadenas

5 Formatear una cadena para ser usada en una aplicación de procesamiento de texto u hoja de cálculo. Funciones de E/S de Archivos Introducción Las operaciones de E/S de Archivos transfieren datos hacia y desde archivos. Emplea los VIs y funciones de E/S de Archivos localizados en la paleta Functions»File I/O para tratar los aspectos de E/S de Archivos, incluyendo las siguientes funciones: Abrir y cerrar archivos de datos Leer y escribir datos en archivos Leer y escribir en archivos de formato de hojas de cálculo Mover y Renombrar archivos y directorios Cambiar las características de los archivos Crear, modificar y leer los archivos de configuración Usa los VIs de alto nivel para realizar operaciones comunes de E/S. Usa los VIs de bajo nivel y funciones para controlar cada operación de los archivos de E/S individualmente. Aspectos Básicos de Archivos de E/S Una operación típica de Archivos de E/O envuelve los siguientes procesos. 1. Crea o abre un archivo. Indica donde reside un archivo existente o donde quieres crear un nuevo archivo especificando una ruta o respondiendo a una caja de diálogo para direccional a LabVIEW a una localidad del archivo. Después de que el archivo se abre un refnum lo representa. 2. Lee o escribe en el archivo. 3. Cierra el archivo La mayoría de los VIs de Archivos de E/S y funciones realizan un paso a la vez en una operación de Archivo de E/S. De cualquier forma algunas operaciones de alto nivel en los VIs de Archivos de E/S diseñadas para operaciones de archivos comunes de E/S realizan los tres pasos. Aunque estos VIs no son siempre eficientes como las funciones de bajo nivel, probablemente los encontraras más fácil de usar.

6 Seleccionando el formato de un Archivo E/S Los VIs de Archivos de E/S son usados dependiendo del formato de los archivos. Puedes leer o escribir datos en los archivos en tres formatos texto, binario y datalog. El formato que usas depende de los datos que se adquieren o crean y las aplicaciones que accesarán esos datos. Usa la siguiente guía básica para determinar cual formato usar: Si quieres que tus datos estén disponibles para otras aplicaciones tales como Excel, usa los archivos de texto ya que son los más comunes. Si necesitas acceder de forma aleatoria lectura o escritura o si la velocidad y el espacio del disco es crucial, usa archivos binarios ya que estos son más eficientes que los archivos de texto para conservar velocidad y espacio en tu disco. Si quieres manipular datos complejos que han sido guardados o diferentes tipos de datos en LabVIEW, usa archivos datalog ya que son la mejor forma de guardar datos si necesitas accesar los datos desde LabVIEW y grabar estructuras de datos complejas. Usando Archivos de E/S de alto nivel Usa los VIs de archivos de E/S localizados en la paleta Functions»File I/O para realizar operaciones comunes de E/S, tales como escribir en o leer de los siguientes tipos de datos. Caracteres hacia o desde archivos de texto Líneas desde archivos de texto Arreglos 1D o 2D de valores numéricos de precisión individual hacia o desde archivos de texto de hojas de cálculo. Arreglos 1D o 2D de valores numéricos de precisión individual o enteros con signo de 16 bits hacia o desde archivos binarios.

7 Puedes ahorrar tiempo y esfuerzo en la programación usando VIs de alto nivel para escribir y leer archivos. Los VIs de alto nivel realizan las operaciones que se mencionaron anteriormente aparte de abrir y cerrar los archivos. Evita usar VIs de alto nivel en los ciclos ya que los VIs efectúan operaciones de abrir y cerrar cada vez que corren. Los VIs de alto nivel esperan una ruta de entrada del archivo. Si no cableas la ruta del archivo, una caja de diálogo aparece para especificar un archivo de lectura desde o escribir hacia. Si un error ocurre, los VIs de alto nivel de alto nivel despliegan la caja de dialogo que describe el error. Puedes escoger parar la ejecución o continuar. Usa los VIs de Archivos Binarios localizados en la paleta Functions»File I/O»Write to Binary File o Functions»File I/O»Read from Binary File para leer hacia o escribir desde un formato binario. Los datos pueden ser enteros o de punto flotante. Nodos de Propiedad En algunas aplicaciones, usted podría desear modificar programáticamente la apariencia de los objetos del panel frontal como respuesta a ciertas entradas. Por ejemplo, si un usuario entra una contraseña no válida, podría desear que un LED rojo comenzara a parpadear. Otro ejemplo sería cambiar el color de un trazo en un mapa. Cuando los puntos de datos estén sobre cierto valor, podría desear mostrar un trazo rojo en vez de un verde. Los nodos de Propiedad le permiten hacer estas modificaciones programáticamente. También puedes emplear los nodos de propiedad para reajustar el tamaño de los objetos del panel frontal, ocultar partes del panel frontal, agregar cursores en las gráficas programáticamente y muchas cosas más. Crea un Nodo de Propiedad haciendo clic derecho en un objeto y seleccionando clic derecho Properties>>Functions>>Application Control>> Property Node desde el menú rápido. LabVIEW crea un Nodo de Propiedad en el diagrama de bloques que se enlaza implícitamente a los objetos del panel frontal. Si el objeto tiene va una etiqueta, el Nodo de propiedad tiene la misma etiqueta. Puede cambiar la etiqueta después de crear el nodo. Puedes crear múltiples Nodos de Propiedades para el mismo objeto. Cuando creas un Nodo de Propiedad, este tiene inicialmente una terminal que representa una propiedad que puede modificar para el correspondiente objeto del panel frontal. Empleando esta terminal en el Nodo de

8 Propiedad, puedes ajustar (escribir) la propiedad u obtener (leer) el estado actual de esa propiedad. Si creas un Nodo de Propiedad para un control numérico digital, este aparece en el diagrama de bloques con la propiedad Visible seleccionada por defecto. Una flecha pequeña aparece en un lado derecho de esa terminal, indicando que está leyendo el valor de esa propiedad. Puedes cambiar la acción a escribir haciendo clic derecho en la terminal y seleccionando Change to Write desde el menú rápido. Cablear un booleano a esa propiedad provoca que el control numérico desaparezca del panel frontal cuando el Nodo de Propiedad reciba el dato. Cablear un TRUE booleano provoca que el control reaparezca. Puedes leer o escribir múltiples propiedades usando un solo nodo. Usa la herramienta de posicionamiento para reajustar el Nodo de Propiedad para agregar nuevas terminales o haz clic derecho y selecciona Add Element selecciona. El nodo se ejecuta de arriba hacia abajo, el Nodo de Propiedad no se ejecuta si un error ocurre antes de su ejecución, por lo tanto siempre debes de verificar la posibilidad de errores. Si un error ocurre en la propiedad, LabVIEW ignora las propiedades que quedan y manda un mensaje de error. El cluster error out contiene información acerca de cual propiedad causo el error. Para obtener la información de la propiedad, haga clic derecho en el nodo y seleccione Change to Read desde el menú rápido. Para ajustar la información de la propiedad haga clic derecho en el nodo y seleccione Change to Write desde el menú rápido. Si la flecha pequeña de dirección esta a la esta a la derecha tu estas obteniendo el valor de la propiedad si esta a la izquierda estas ajustando el valor de la propiedad. Algunas de las propiedades de los nodos son las siguientes: Propiedad Visible.- La propiedad visible escribe o lee la visibilidad de un objeto del panel frontal. El objeto asociado es visible cuando es TRUE y está oculto es False. Propiedad Disable.- La propiedad Disabled escribe o lee el estado del acceso de usuario a un objeto. Un valor 0 activa un objeto para que el usuario pueda operarlo. Un valor 1 desactiva el objeto, previniendo la operación. Un valor de 2 desactiva y atenúa el objeto. Propiedad Key Focus.- Escribe o lee el enfoque de la tecla de un objeto del panel frontal. Cuando es TRUE, el cursor está activo en el objeto asociado. En la mayoría de los controles, puede ingresar valores en el control escribiéndolos en el teclado. También puede ajustar el enfoque en

9 el panel frontal presionando la tecla <Tab> mientras esta en modo de ejecución o presionando la tecla de método abreviado asociado con el control. Propiedad Blinking.- Esta propiedad lee o escribe el estado de parpadeo de un objeto. Cuando esta propiedad se ajusta en TRUE, un objeto empieza a parpadear. Puedes ajustar la velocidad de parpadeo y los colores. Propiedad Value.- La propiedad Value lee o escribe el valor actual de un objeto. Cuando ajusta la propiedad Value a escribir, esta escribe el valor cableado a un objeto se es un control o un indicador. Cuando ajusta la propiedad Value a leer, esta lee el valor actual a en un control o indicador. Se deben de emplear las técnicas de cableado de flujo de datos en vez de los Nodos de Propiedad para actualizar los valores de los objetos del panel frontal, recuerda que usar la propiedad value con moderación. Propiedad Position.- Ajusta o escribe la posición de la esquina superior izquierda de un objeto en el panel frontal. Esta propiedad consiste de un cluster de dos enteros largos sin signo. El primer ítem en el cluster, Left, es la posición del extremo izquierdo del control relativa al extremo izquierdo del panel frontal y el segundo ítem en el cluster, Top, es la posición del extremo del control relativa al extremo superior del panel frontal. Propiedad Bounds.- Lee los límites de un objeto en el panel frontal en unidades de píxeles. El valor comprende el control y todas sus partes, incluyendo la etiqueta, la leyenda, la escala y otros. Esta es una propiedad solo de lectura. No reajusta el tamaño el tamaño de un control o de un indicador en el panel frontal. Propiedad de Cadena (Display Style).- Esta propiedad escribe o lee el tipo de despliegue para un control o indicador. Un entero largo sin signo determina el modo del despliegue. 0 Despliegue Normal 1 Despliegue de Códigos 2 Despliegue de Contraseña 3 Despliegue Hexadecimal Propiedad Numérica (Format and Precisión).- Esta propiedad ajusta o escribe el formato (tipo de notación) y la precisión (número de dígitos mostrados después del punto decimal) de los objetos numéricos del panel frontal. La entrada es un cluster de dos enteros de un byte sin signo. El primer elemento ajusta el formato y el segundo ajusta la precisión.

10 Cuando creas un Nodo de Propiedad desde un objeto del panel frontal haciendo clic derecho en el objeto y seleccionando Create»Property Node desde el menú rápido, LabVIEW crea un Nodo de Propiedad en el diagrama de boques que esta ligado implícitamente al objeto del panel frontal. Ya que estos Nodos de Propiedad están ligados implícitamente al objeto del cual fueron creados, no tienen una entrada refnum, no necesitas cablear el Nodo de Propiedad a la terminal del objeto del panel frontal o el control refnum. Ejercicio Parte 1 El VI Create String Realiza los siguientes pasos para construir un VI que convierte un valor numérico en una cadena, concatene la cadena a otras cadenas para formar una sola cadena de salida y luego determine su longitud. El VI también busca un modelo en una cadena y convierte la cadena restante en un valor numérico. 1.- Abre un VI en blanco y construye el siguiente panel frontal. Sigue las siguientes instrucciones: Haga clic derecho en String 2 y selecciona \ Codes Display desde el menú rápido.

11 Cambie String Lenght y Offset Past Match a la representación de entero con un signo de 32 bits. (I32) Después de entrar texto en los controles, seleccione Edit>>Make Current Values Default para ajustar como valores por defecto de estos controles. 2.- Construye el siguiente diagrama de bloques. Coloque el VI Build Text Express, localizado en la paleta Functions>>Output, en el diagrama de bloques. Esta función convierte Number en una cadena. Aparece la caja de diálogo de Build Text. Coloque la función String Lenght, localizada en la paleta Functions>>All Functions>>String, en el diagrama de bloques. Esta función retorna el número de caracteres en Result. Coloque la función Match Pattern, localizada en la paleta Functions>>All Functions>>String, en el diagrama de bloques. Esta función busca los dos puntos (:) en String 2. Haga clic derecho en la entrada regular expresión, seleccione Create>>Constant desde el menú rápido, escriba dos puntos (:) y presione la tecla <Enter> en el bloque de teclas numérico. Puede también hacer clic en el botón Enter en la barra de herramientas para completar la entrada. No uses la tecla <Enter> en el teclado principal porque en este caso agrega el caracter de retorno a la expresión de búsqueda. Coloque la función Scan from string localizada en la paleta Functions>>String, en el diagrama de bloques. Esta función convierte la cadena detrás de los dos puntos en un valor numérico.

12 3.- Presente el panel frontal y cree un icono y un panel conector a fin de que puedas emplear este VI como un subvi más adelante en este curso. 4.- Guarda el VI como Create String.vi Cambie los valores de los controles del panel frontal y corra el VI. El VI concatena Header, Number y Trailer en Combined String y muestra la longitud de la cadena. El VI también busca los dos puntos en String 2, convierte la cadena posterior a los dos puntos en Number Out y muestra el índice del primer caracter después de los dos puntos en Offset Past Match. 6.- Guarda y cierra el VI.

13 Ejercicio 2 El VI File Writer Realiza los siguientes pasos para construir un VI que concatene una cadena de mensaje, un valor numérico y una cadena de unidad en un archivo. 1.- Abre un VI en blanco y construye el siguiente panel frontal. Coloque un indicador de ruta localizado en la paleta Controls>>Text Indicators en el panel frontal. Este indicador muestra la ruta para le archive de datos que creas. Coloque un indicador de ruta localizado en la paleta Controls>>Text Indicators en el panel frontal. Este indicador muestra la ruta para el archivo de datos que creas. Haga clic derecho en el control String to Write y selecciona Visible Items>>Scrollbar desde la barra de menú rápido para mostrar la barra de despliegue.

14 2.- Construye el siguiente diagrama de bloques. Coloca el VI Create String del ejercicio de la primera parte en el diagrama de bloques. Selecciona Functions>>Select VI y navegue hacia C: \Exercise\LabVIEW Basics 1\Create String.vi. Este subvi concatena las tres cadenas de entrada en una cadena combinada. Coloque el VI Open\Create\Replace File, localizado en la paleta Functions>>File I\O, en el diagrama de bloques. Este VI muestra un cuadro de diálogo para abrir o crear un archivo. Haz clic derecho en la entrada prompt, seleccione Create>>Constant desde el menú rápido y escriba Enter Filename en la constante. Cuando el VI corre, un cuadro de diálogo de navegación del archivo aparece como Enter Filename como título de la ventana. Haz clic derecho en la entrada function, seleccione Create>>Constant desde el menú rápido y haz clic en la constante con la herramienta de operación para seleccionar create or replace. Coloca la función Write File, localizada en la paleta Functions>>File I/O, en el diagrama de bloques. Esta función escribe las cadenas concatenadas en el archivo. Coloca la función Close File, localizada en la paleta Functions>>File I/O, en el diagrama de bloques. Esta función cierra el archivo. Coloca el VI Simple Error Handler, localizado en la paleta Functions>>Time&Dialog, en el diagrama de bloques. Esta función checa un cluster de error y muestra un cuadro de diálogo si ocurre alguno.

15 3.- Guarda el VI como FileWriter.vi en el directorio C:\Exercises\LabVIEW Basics I 4.- Cambie los valores de los controles del panel frontal y corre el VI. Aparece el cuadro de diálogo Enter Filename. 5.- Escribe demofile.txt y haz clic en el botón Save y OK para guardar el archivo. El VI escribe los valores String to Write, Numeric to Write y Unit to Write en el archivo. 6.- Cierre el VI. Ejercicio 2 El VI File Writer Realiza los siguientes pasos para construir un VI que lea el archivo que se creo en el ejercicio anterior y presente la información en un indicador de cadena. 1.- Abre un VI en blanco y construye el siguiente panel frontal empleando el control de ruta de archivo localizado en la paleta Controls>>Text Controls y un indicador de cadena localizado en la paleta Controls>>Text Indicators.

16 2.- Construye el siguiente diagrama de bloques. Coloca el VI Open/Create/Replace, localizado en la paleta Functions>>File I/O, en el diagrama de bloques. Este VI muestra un cuadro de diálogo que puede emplear para abrir o crear un archivo. Haz clic derecho en la entrada prompt, selecciona Create>>Constant desde el menú rápido y haz clic en la constante con la herramienta de Operación para seleccionar open. Coloca la función Read File, localizada en la paleta Functions>>File I/O, en el diagrama de bloques. Esta función lee los bytes de datos de count del archivo comenzando al inicio de este. Coloque la función Close File, localizada en la paleta Functions>>File I/O, en el diagrama de bloques. Esta función cierra el archivo. Coloca el VI simple Error Handler, localizado en la paleta Functions>>Time&Dialog, en el diagrama de bloques. Este VI checa el cluster de error y muestra un cuadro de diálogo si ocurre alguno. Complete el diagrama de bloques como se muestra en la figura anterior. 3.- Guarda el VI como File Reader.vi en el directorio C: \Exercises\LabVIEW Basics I. 4.- Presenta el panel frontal y emplea la herramienta de Operación para hacer clic en el botón Browse en el control de ruta. 5.- Navegue a demofile.txt y haz clic en el botón Open u OK. 6-. Corra el VI.String String Read from File presente el contenido del archivo.

17 Ejercicio de Tarea Modifique el VI a fin de que transfiera el valor numérico y lo presente en un indicador numérico. Después que termine, guarde y cierre el VI. Ejercicio 3 El VI Spreadsheet Realice los siguientes pasos para examinar un VI que guarde arreglos numéricos en un archivo de formato al cual pueda acceder con una hoja de cálculo. 1.- Abre el VI Spreadsheet Example localizado en el directorio C:\Excercise\LabVIEW Basics I. El siguiente panel frontal ya está listo. 2.- Corra el VI. El VI genera un arreglo 2D de 128 filas x 3 columnas. La primera columna contiene datos para una forma de onda de seno, la segunda columna tiene datos para una forma de onda de ruido y la tercera columna contiene datos para una forma de onda coseno. El VI dibuja cada columna en una gráfica y presenta los datos en una tabla. 3.- Cuando el cuadro de diálogo Choose file to write aparezca, guarda el archivo como wave.txt en el directorio C:\Exercises\LabVIEW Basics I y haz clic en el botón OK. Mas adelante examinarás este archivo.

18 4.- Presenta y examina el diagrama de bloques en este VI. El VI sine Pattern localizado en la paleta Functions>>Analyze>>Signal Processing>>Signal Generation retorna un arreglo numérico de 128 elementos que contiene un modelo de onda seno. La constante 90.0, en el segundo ejemplo del VI Sine Pattern especifica la fase del modelo de onda seno o el modelo de onda coseno. El VI Uniform White Noise localizado en la paleta Functions>>Analize>>Signal Processing>>Signal Generation retorna un valor numérico de 128 elementos que contiene un modelo de ruido. La función Build Array localizada en la paleta Functions>>Array construye el siguiente arreglo 2D desde los arreglos de seno, ruido y coseno. Arreglo de Seno Arreglo de Ruido Arreglo de Coseno La función Transpose 2D Array localizada en la paleta Functions>>Array reordena los elementos del arreglo 2D de modo que el elemento [i,j] se vuelva el elemento [j,i], como sigue.

19 El VI Write to Spreadsheet File localizado en la paleta Functions>>File I/O da formato al arreglo 2D en una hoja de cálculo y escribe la cadena en archivo. La cadena tiene el siguiente formato, donde una flecha indica un Tab y un símbolo de párrafo indica un caracter de final de línea. La función Number To Fractional String localizada en la paleta Functions>>String>>String/Number Conversion convierte un arreglo de valores numéricos en un arreglo de cadenas que la tabla muestra. 5.- Cierre el VI. No guardes los cambios.

20 Ejercicio Property Node En este ejercicio vas a construir un VI que cambia programáticamente la posición, activación y las propiedades de los colores de los objetos del panel frontal. 1.- Abre un VI nuevo y construye el siguiente panel frontal. 2.- Abra y construya el siguiente diagrama de bloques.

21 3.- Regresa al panel frontal y corre el VI. Deberían suceder algunas cosas: Cuando el VI genera números aleatorios y los escribe al tanque, el color de llenado se vuelve rojo si el valor aleatorios mayor que el valor Limit y el color de llenado se vuelve azul si el valor aleatorio es un menor que Limit. Las dos regletas cambian la posición del tanque en el panel. Mueva estos valores y vea cómo se mueve el tanque. El interruptor Disable controla si puede o no cambiar los valores. Mueva el interruptor Disable a True y todos los objetos del panel excepto el interruptor Disable y el botón Stop estarán atenuados y no podrá cambiar sus valores. 5.- Detenga y cierre este VI cuando termines. CUESTIONARIO 1.- Identifica que tipo de cadenas son las que se muestran en las siguientes figuras: a. b. c. d. 2.- Como accesas a un archivo a través de una caja de diálogo?

22 VISA y Comunicación Serial Contenido para el instructor. En los siguientes ejercicios se demostrara a los estudiantes la necesidad del control de instrumentos, la arquitectura del software para controlarlo y como hacer comunicación serial básica. La principal intención de este curso es enseñar a los estudiantes como comunicarse con instrumentos y como usar NI VISA para comunicarse con instrumentos usando diferentes protocolos de comunicación (Serial, GPIB, etc.) Estos ejercicios están escritos suponiendo que al menos habrá un Instrumento Simulador NI para cada estación de trabajo. De cualquier forma se puede trabajar en el ejercicio y dejar menos de un instrumento de simulación por estación. Los estudiantes podrán trabajar en los VIs en una computadora, cargarlos en un disco y tratar de correrlos en una computadora que este conectada a un Instrumento Simulador NI. Algunos de los procedimientos básicos y conceptos seguirán siendo los mismos sin importar el instrumento, sin embargo algunos de las especificaciones varían de acuerdo a los diferentes instrumentos. Contenido para el Estudiante Algunos ejemplos comunes de instrumentos serían osciloscopios, multímetros digitales y generadores de funciones, sin embargo un instrumento puede ser cualquier aparato que se use para grabar, medir o controlar. Mientras la funcionalidad de cada instrumento es diferente, muchos de los instrumentos tienen en común dos componentes:

23 Interfase de Usuario.- La interfase de usuario esta hecha comúnmente de medidores análogos, botones y perillas para proveer al usuario de entradas al instrumento y desplegar pantallas y lecturas digitales de salida para ver las salidas del instrumento. Protocolo de Comunicación.- En este experimento veremos uno de los más comunes y simples protocoles conocido como comunicación serial. El Serial es muy útil para pequeñas cantidades de datos y es un concepto fácil de entender. Diversos protocolos de comunicación tales como Serial, General Purpose Interface Bus (GPIB), PXI, etc. están disponibles para ingenieros y científicos. La industria ha estado trabajando para hacer un sistema estandarizado que pueda operar todos estos instrumentos. Este estándar esta siendo conocido como Virtual Instrument Software Architecture (VISA). Usaremos VISA dentro de LabVIEW para efectuar la comunicación vía serial. VISA puede ser usado para simplificar grandemente al hacer varios programas debido a su versatibilidad a través de protocolos de comunicación. Objetivos Entender los objetivos de VISA y cuando usarlo. Aprender como trabaja la comunicación serial. Identificar cuando usar la comunicación serial. Aprender como usar LabVIEW para comunicarse con instrumentos seriales.

24 Comunicación Serial RS- 232 Figura 1: Un Instrumento RS-232 esta conectado al puerto serial de una PC por medio de un cable RS-232. La comunicación serial es un medio popular para transferir datos entre un computador y un dispositivo periférico tal como un instrumento programable o incluso otra computadora. La comunicación serial emplea un transmisor para enviar datos, un bit a la vez, sobre una simple línea de comunicación hacia un receptor. Puedes emplear este método cuando las velocidades de transferencia de datos son lentas o si tienes que transferir datos sobre distancias largas. La comunicación serial es popular debido a que la mayoría de las computadoras poseen uno o más puertos seriales, por lo que no se requiere hardware adicional a un cable para conectar el instrumento una o más computadoras. La comunicación serial requiere de que especifiques los siguientes 4 parámetros: La velocidad en baudios de la transmisión, el número de bits de datos codificados de caracter, la sensibilidad del bit opcional de paridad y el número de bits de parada. Cada caracter transmitido es empaquetado en un marco de caracter que consiste en un solo bit de inicio seguido por los bits de datos, el bit opcional de paridad y el bit o bits de parada. La siguiente ilustración muestra un marco típico de caracter codificado la letra m.

25 La velocidad en baudios es una medida de cuan rápido los datos son movidos entre instrumentos que emplean comunicación serial. RS-232 emplea solo dos estados de voltaje, denominados MARCA Y ESPACIO. En un esquema de codificación como el de dos estados, la velocidad de baudios es idéntica al máximo número de bits de información, incluyendo bits de control, que son transmitidos por segundo. La MARCA es un voltaje negativo y e ESPACIO es positivo. La ilustración anterior muestra como una señal luce una señal ideal en el osciloscopio. La siguiente es la tabla de verdad para RS-232: Señal > +3 V = 0 Señal < 3 V = 1 El nivel de salida usualmente fluctúa entre +12 V y -12 V. El área muerta entre +3 V y 3 V está designada para absorber ruido de línea. Un bit de inicio indica el principio de cada marco de caracter. Esta es una transición desde un voltaje negativo (MARCA) hasta uno positivo (ESPACIO). Su duración en segundos es un recíproco de la velocidad en baudios. Si el instrumento está transmitiendo a 9,600 baudios, la duración del bit de inicio y cada subsecuente bit esta cerca de ms. El marco total de caracter sw once bits debe de ser transmitido en cerca de ms. Los bits de datos son transmitidos al revés y hacia atrás. Esto es, se emplea lógica inversa y el orden de la transmisión es desde el bit menos significativo (LSB) hasta el bit más significativo (MSB). Para interpretar los bits de datos en un marco de caracteres, debe de leer de derecha a izquierda y leer 1 para voltaje negativo y 0 para voltaje positivo. Esto

26 produce (binario) o 6 (hexadecimal). Una tabla de conversión ASCII muestra que esta es la letra m. Un bit de paridad opcional sigue los bits de datos en un marco de caracter. El bit de paridad, si está presente, también sigue lógica inversa, 1 para voltaje negativo y 0 para voltaje positivo. Este bit es incluido como un simple medio de error. Tú especificas el periodo de tiempo donde la paridad del instrumento debe ser par o impar. Si la paridad se elige impar, entonces el transmisor fija el bit de paridad en forma tal que se realice un número par de unos a través de los bits de datos y el bit de paridad. Esta transmisión emplea paridad impar. Existen cinco unos a través de los bits de datos, ya hay un nuevo número impar, así el bit de paridad se fija en 0. La última parte del marco de caracteres consiste de 1, 1.5 o 2 bits de parada. Estos bits están siempre representados por un voltaje negativo. Si no se adelantan más transmisiones de caracteres, la línea permanece en condición negativa (MARCA). La transmisión del siguiente marco de caracter, si hay, se anuncia por un bit de inicio de voltaje positivo (ESPACIO). Sabiendo como se aplican a la comunicación serial una estructura de un marco de caracteres y el significado de velocidad en baudios, tú puedes calcular la velocidad de transmisión, en caracteres por segundo, para una configuración de comunicación dada. Esta velocidad es justo la velocidad en baudios dividida entre los bits por marco. En el ejemplo previo existe un total de once bits por marco de caracter. Si la velocidad de transmisión se fija a 9,600 baudios, tu obtienes 9,600/11=872 caracteres por segundo. Observa que esta es la máxima velocidad de transmisión de caracteres. El hardware en un extremo o el otro del enlace serial pueden no estar capacitados para alcanzar estas velocidades, por varias razones.

27 Existen muchos diferentes estándares recomendados para comunicación por puerto serial, incluyendo los tipos más comunes, como los que se mencionan a continuación. RS-232 El RS-232 es un estándar desarrollado por Electronic Industries Association (EIA) y otros colegas, especificando la interfaz serial entre el Equipo Terminal de Dato (DTE) y el Equipo de Comunicaciones de Dato (DCE). El estándar RS-232 incluye características de señal eléctrica (niveles de voltaje), características mecánicas de la interfaz (conectores), descripción de funcionalidad de los circuitos de intercambio (la función de cada señal eléctrica) y algunas recomendaciones para clases comunes de conexiones terminal a modem. La revisión más frecuentemente encontrada de este estándar es la denominada RS-232C. Parte de este estándar ha sido adoptado (con varios grados de fidelidad) para uso en comunicación serial entre computadoras e impresoras, modems y otros equipos. Los puertos seriales en un estándar de computadora personal compatible IBM siguen RS-232. La figura siguiente muestra uno de estos conectores así como la descripción detallada de cada pin. Los puertos seriales RS-232 contiene 9 pines diferentes los cuales tienen una función distinta. Line # Line Name Line Type Function 1 Carrier Detect Handshake Determina si el Puerto esta conectado a un equipo. 2 Receive Data Data Recibe información del equipo al cual esta conectado. 3 Transmit Data Data La computadora envía información al equipo. 4 Data Terminal Ready Handshake La computadora dice al equipo que esta listo para hablar (talk) establecer comunicación. 5 Signal Ground Common El pin esta aterrizado. 6 Data Set Ready Handshake El equipo dice a la computadora que esta lista para comunicarse. 7 Request To Send Handshake La computadora le pide al equipo si puede enviar información. 8 Clear To Send Handshake El equipo dice a la computadora que puede enviar

28 información. 9 Signal Indicator Other La computadora reconoce que una señal fue detectada. La tabla anterior muestra el nombre de cada línea, ya sea usada para transmitir datos o handshaking, y cual es la función exacta de cada línea. RS-449, RS-422, RS-423 El RS-449, RS-422, y RS-423 son estándares de comunicación seriales adicionales EIA relacionados con RS-232. RS-449 fue emitido en 1975 y se suponía que remplazaría al RS-232, pero pocos fabricantes lo han adoptado. Software Serial Emplea los VIs y funciones localizados en la paleta Functions»All Functions»Instrument I/O»Serial para comunicación por puerto serial. Las funciones VISA Write y VISA Read trabajan con cualquier tipo de comunicación de instrumentos y son las mismas independientemente que realice comunicación GPIB o serial. Sin embargo, debido a que la comunicación serial requiere que se configure parámetros extras, debe iniciar comunicación de puerto serial con el VI VISA Configure Serial Port. El VI VISA Configure Serial Port inicializa el puerto identificado por VISA resource name con las configuraciones especificadas. Timeout fija el valor de tiempo fuera para la comunicación serial. Baud rate, data bits, parity y flor control determina los parámetros específicos de puerto serial. Los clusters de error in y error out dan las condiciones de error para este VI. El siguiente ejemplo muestra como enviar el comando de solicitud de identificación *IDN? al instrumento conectado al puerto serial COM2. El VI VISA Configure Serial Port abre la comunicación con COM2 y lo fija a 9,600 baudios, 8 bits de datos, paridad impar, un bit de parada y software handshaking XON/XOFF. Entonces la función VISA Write envía el comando. La función VISA Read lee el retorno hasta 200 bytes en el buffer de lectura y el VI Simple Error Handler verifica la condición de error.

29 Los VIs y funciones localizadas en la paleta Functions»All Functions»Instrument I/O»Serial también son empleadas para comunicación por puerto serial. Ejercicio Serial Write & Read Nota: (Este ejercicio requiere de un simulador NI) Realiza los siguientes pasos para emplear el Asistente de E/S de Instrumentos y construir un VI que se comunique con el Simulador de Instrumentos de NI. 1.- Apaga el Simulador de Instrumentos de NI y configúralo para comunicarse a través del puerto serial estableciendo los siguientes interruptores en el lado de la caja. Estos interruptores determinan la configuración del instrumento como un dispositivo serial con las siguientes características: Velocidades en baudios = 9,600 Bits de datos = 8 Paridad = no paridad Bits de parada = 1 Parámetros de control de flujo = hardware handshaking

30 Handshaking es un medio de control de flujo de datos. El software handshaking involucra caracteres de control embebido en los datos transmitidos. Por ejemplo, el control de flujo XON/XOFF trabaja encerrando un mensaje transmitido entre los dos caracteres de control XON/XOFF. El hardware handshaking emplea voltajes en cables físicos para controlar el flujo de datos. Las líneas RTS y CTS del dispositivo RS- 232 son empleadas frecuentemente en este propósito. Muchos equipos de laboratorio emplean hardware handshaking. 2.- Asegúrate que el Simulador de Instrumentos de NI esté conectado a un puerto serial en el computador con un cable serial. Toma nota de este número de puerto. 3.- Enciende el simulador de Instrumentos de NI. Los LED s Power, Ready y Listen se iluminan para indicar que el dispositivo está en modo de comunicación serial. 4.- Abre un VI en blanco y construye el siguiente diagrama de bloques. Coloca el VI Instrument I/O Express, localizado en la paleta Functions»Input, en el diagrama de bloques. Realiza los siguientes pasos en la caja de diálogo Instrument I/O Assistant que aparece para configurar el VI Express. Selecciona COM1 (o COM2 dependiendo del puerto de conexión para el Simulador de Instrumentos de NI) desde el menú desplegable Select an instrument. Haz clic en el botón Add Step y luego en Write. En el campo comando, digita *IDN y selecciona \n como Termination character. Haz clic en el botón Add Step y luego en Read and Parse. Haz clic en el botón Add Step y luego en Read and Parse nuevamente.

31 El Simulador de Instrumentos retorna el tamaño de byte de respuesta, el caracter de terminación, la respuesta, luego otro caracter de terminación. Por tanto, luego *IDN? se envía la instrumento, la respuesta debe ser leída dos veces. Haz clic en el botón Run (no el botón Run this step). El botón Run corre toda secuencia. Retorne el primer paso Read and Parse. Haz clic en el botón Auto parse. El valor retornado es el tamaño en bytes de la respuesta solicitada. Renombra Token como String Lenght en la caja de texto Token name. Selecciona el segundo paso Read and Parse. Haz clic en el botón Auto Parse. El valor retornado es la cadena de identificación del Simulador de Instrumentos de NI. Renombra Token como String en la caja de texto Token name. La ventana de configuración debe ser similar a la siguiente figura.

32 Selecciona OK para regresar al diagrama de bloques. o Haz clic derecho en la salida String y selecciona Create»Indicador desde el menú rápido. o Haz clic derecho en la salida String Lenght y selecciona Create»Indicador desde el menú rápido. Ya que LabVIEW esta configurado para manipular errores automáticamente, no es necesario conectar un Simple Error Handler error out. Muestra el panel frontal y corre el VI. Guarda el VI como Serial Communication.vi Cierra el VI.

33 VISA VISA es capaz de comunicarse con todas estas formas de comunicación llamando individualmente a cada uno de sus controladores de bajo nivel. Esto permite un tiempo de desarrollo de software más rápido. Virtual Instrument Software Architecture (VISA) es la capa más baja de las funciones en los VIs de control de instrumentos en LabVIEW, que se comunica con un software controlador. VISA fue desarrollado y diseñado para tener los siguientes atributos: Maximizar la facilidad de uso y desempeño. Mantener la compatibilidad de largo término en la base instalada. Mantener arquitecturas abiertas para muchos proveedores. Maximizar la capacidad de multiplataformas. Maximizar la expansibilidad y modularidad en marcos de trabajo. Maximizar la reutilización de software. Estandarizar el empleo de elementos de software del sistema. Tratar los controladores de instrumentos como parte del instrumento. Acomodar los estándares establecidos. Maximizar el soporte cooperativo de usuarios.

34 VISA por si mismo no provee capacidades de programación de bajo nivel ni puede controlar instrumentos. Los que realmente llaman a los controladores de bajo nivel es el Application Programmer Interface (API). VISA puede controlar VXI, GPIB, serial o instrumentos basados en computadora y hace las llamadas apropiadas de los controladores dependiendo del instrumento que se esta usando. Cuando se están depurando problemas en VISA, se debe de recordar esta jerarquía. Un problema aparente en VISA puede ser un problema de instalación con uno de los controladores que se llama VISA. En LabVIEW VISA es una única librería de funciones que empleas para comunicarte con instrumentos GPIB, serial, VXI y basados en computadora. No necesitas emplear paletas de E/S separadas para programar un instrumento. Por ejemplo, algunos instrumentos te dan la opción para el tipo de interfaz. Si los controladores de instrumentos de LabVIEW fueran escritos con funciones de las paletas Functions» Instrument I/O»GPIB, estos VIs controladores de instrumentos no trabajarían para el mismo instrumento con una interfaz de puerto serial. VISA resuelve este problema suministrando un simple conjunto de funciones que trabajan para cualquier tipo de interfaz. Por lo tanto, todos los controladores de instrumentos en LabVIEW emplean VISA como lenguaje de E/S. Terminología de Programación de VISA Las funciones que puedes emplear con un recurso son operaciones. Los recursos también tienen variables o atributos, que contienen información relacionada con el recurso. La siguiente terminología es similar a la que se emplea para VIs de controladores de instrumentos: Resource.- Cualquier instrumento en el sistema, incluyendo puerto serial y paralelo. Sesion.- Debes de abrir una sesión VISA para un recurso con el fin de comunicarte con el, similar a un canal de comunicación. Cuando abre una sesión para un recurso, LabVIEW retorna el número de sesión VISA, el cual es un único número de referencia para este instrumento. Debes de usar el número de sesión en todas las subsecuentes funciones de VISA.

35 Instrument Descriptor.- Nombre exacto de un recurso. El descriptor especifica el tipo de interfaz (GPIB, VXI, ASRL) la dirección del dispositivo (dirección lógica o primaria) y el tipo de sesión VISA (INSTR o event). El descriptor de instrumento es similar a un número telefónico, el recurso es similar a la persona con quien deseas hablar y la sesión es similar a la línea telefónica. Cada llamada emplea su propia línea y cruzar estas líneas resulta un error. La siguiente tabla muestra la sintaxis adecuada para el descriptor de instrumento. La Función de VISA Write escribe la cadena write buffer al dispositivo especificado por VISA resource name.dup. VISA resource name regresa los mismo a esa sesión. En las plataformas de UNIX, los datos son escritas de forma sincronizada. En todas las otras plataformas son escritas de forma asíncrona. Return Count contiene el número de bytes que se transfieren actualmente por GPIB. Los clusters de error in y error out contienen la información de errores. Visa Read lee el número especificado de bytes de un dispositivo o interfase especificado. La función VISA Read mostrada en la figura anterior lee datos del dispositivo especificado por VISA. Resource name, byte count, indica el número de bytes que serán leídos en la cadena read buffer de regreso. En las plataformas de UNIX, los datos son escritas de forma sincronizada. En todas las otras plataformas son escritas de forma asíncrona. Return Count contiene el número de bytes que se transfieren actualmente por GPIB. Los clusters de error in y error out contienen la información de errores.

36 Ejercicio 1.- Programación con VISA El objetivo de este ejercicio es construir un VI que lea y escriba información desde el Simulador de Instrumentos de NI empleando funciones VISA. 1.- Asegúrate de que el simulador de Instrumentos esté encendido y conectado a la Interfaz GPIB. Panel Frontal 2.- Abre un VI en blanco. El siguiente panel frontal resultará de construir el diagrama de bloques. Diagrama de Bloques 3.- Construye el siguiente diagrama de bloques.

37 Coloca la función VISA Open, localizada en la paleta Functions» All Functions» Instrument I/O» VISA» VISA Advanced, en el diagrama de bloques. Esta función abre una sesión VISA con un instrumento. Haz clic derecho en la entrada VISA resource name y selecciona Create»Control desde el menú rápido. Coloca la función VISA Write, localizada en la paleta Functions»All Functions»Instrument I/O»VISA, en el diagrama de bloques. Esta función escribe una cadena al instrumento. Haz clic derecho en la entrada write buffer y selecciona Create»Control desde el menú rápido. Coloca la función VISA Read, localizada en la paleta Functions»All Functions»Instrument I/O»VISA, en el diagrama de bloques. Esta función lee datos desde el instrumento. Haz clic derecho en la entrada byte count y selecciona Create»Control desde el menú rápido. Haz clic derecho en la salida read buffer y selecciona Create»Indicador desde el menú rápido. Coloca la función VISA Close, localizada en la paleta Functions»All Functions»Instrument I/O»VISA»VISA Advanced, en el diagrama de bloques. Esta función cierra la sesión con el instrumento y libera cualquier recurso del sistema que haya sido usado. Coloca el VI Simple Error Handler, localizado en la paleta Functions»All Functions»Time & Dialog, en el diagrama de bloques. Este VI verifica las condiciones de error y abre una caja de diálogo con información de error en caso de que ocurra alguno. Controladores de Instrumentos Un controlador de Instrumento es un conjunto modular de funciones de software que emplea los comandos o protocolo del instrumento para realizar operaciones comunes en el. El controlador de instrumento también llama los VIs y funciones apropiados para el instrumento. Los controladores de instrumentos de LabVIEW eliminan la necesidad de aprender los comandos de programación complejos y de bajo nivel para cada instrumento. Los controladores de instrumentos reciben, leen y escalan las cadenas de respuesta desde el instrumento en datos escalados que puedes emplear en aplicaciones de prueba. Los controladores de instrumentos ayudan a hacer más fáciles de mantener las aplicaciones de prueba ya que el controlador

38 contiene todas las E/S para un instrumento en una librería, separado de otro código. Cuando actualizas tu hardware, es más fácil de actualizar la aplicación ya que todo el código específico para el instrumento está contenido en el controlador. La librería de control de instrumentos de LabVIEW está localizada en el CD LabVIEW. También puedes descargar los controladores desde el sitio Web de NI en ni.com/idnet. Todos los controladores de instrumentos incluyen un ejemplo que puede ser usado en probar la comunicación con un instrumento. Este ejemplo es normalmente denominado Getting Started Example. Especifica la dirección correcta de GPIB (o Nombre de Recurso VISA) para el instrumento como se configuró en MAX. Los controladores de instrumentos son desarrollados con un instrumento específico en mente y eliminan la necesidad por parte del usuario de saber los comandos exactos IEEE que el instrumento espera.

39 GPIB Objetivos: El propósito de este capitulo es comprender y aprender la comunicación General Purpose Interface Bus (GPIB) y como es implementada en los sistemas del mundo real. Aprenderás que es GPIB, para que es usado, porque es tan usado como protocolo de comunicación, como comunicarse con instrumentos GPIB, como encontrar controladores de instrumentos y que tan fácil es llamar a los instrumentos usando los controladores de instrumentos. También aprenderás la teoría básica de GPIB, las diferencias entre líneas de transmisión y como conectar el instrumento a la tarjeta GPIB de forma que el software LabVIEW se pueda comunicar con el instrumento. El estándar ANSI/IEEE también conocido como Bus de Interfaz de Propósito General (GPIB), describe un estándar de interfaz para comunicación entre instrumentos y controladores para varios proveedores. Tarjeta PCI GPIB National Instruments con cable GPIB Los instrumentos GPIB, o Bus de Interfaz de Propósito General, ofrecen a los ingenieros de prueba y manufacturación una amplia selección de proveedores de instrumentos de propósito general para aplicaciones especializadas de prueba en un mercado vertical. Los instrumentos GPIB son usados normalmente como instrumentos auto ejecutable de escritorio donde las mediciones son tomadas a mano. Puedes automatizar estas mediciones usando una PC para controlar los instrumentos GPIB.