Taller Práctico con NI LabVIEW

Transcripción

1 Taller Práctico con NI LabVIEW *Revisado para NI LabVIEW 2012

2 Objetivos del curso Familiarizarse con el ambiente de NI LabVIEW y la ejecución de flujo de datos Habilidad para usar NI LabVIEW para resolver problemas Conceptos de NI LabVIEW Adquirir, salvar y registrar datos Encontrar y usar funciones matemáticas y de análisis complejas Trabajar con tipos de datos, como arreglos y clusters Desplegar e imprimir resultados 2

3 Un ambiente de desarrollo gráfico altamente productivo para Ingenieros y Científicos Hardware APIs Bibliotecas incluidas Interfaces de usuario Objetivos de despliegue Abstracciones Tecnológicas Programación 3

4 Sección I Ambiente NI LabVIEW A. Prepare su Hardware B. Tome su primera medición Abra y explore el proyecto final: Ecualizador de Audio C. Demostración: Creando Nuestro Primer VI D. Ambiente NI LabVIEW E. Ejercicio Práctico: Adquiera Datos Escriba un programa que lea una señal de un micrófono 4

5 A. Prepare su Hardware Dispositivo de Adquisición de Datos (DAQ) Pista A NI mydaq Configurado en Measurement and Automation Explorer (MAX) Tarjeta de sonido Disponible en la mayoría de PCs No requiere configuración adicional Pista B 5

6 NI mydaq Entradas Analógicas: 2 canales, 200kS/s/ch, 16-bit Salidas Analógicas: 2 canales, 200kS/s/ch, 16-bit DIO: 8 líneas CTR: 1 contador DMM Integrado: V, A, Ohm Fuente de poder: +5 V, +/ 15 V Entrada audio estéreo 3.5 mm ELVISmx Software Instruments Controlado y energizado vía USB Fuente de poder: +5 V 8 DIO líneas, 1 contador 2 líneas AI 2 líneas AO Fuente de poder: +/ 15 V Audio IN/OUT DMM Integrado 6

7 No Borrar Notas sobre configuración del hardware 7

8 Demostración: Qué es MAX? Siglas de Measurement & Automation Explorer Organiza todo el hardware y software de National Instruments Configure el hardware en MAX Pruebe el dispositivo en MAX 8

9 Ejercicio 1 Configure su Dispositivo Hardware Use Measurement and Automation Explorer (MAX) para: Configurar y probar su NI mydaq Pista A 9

10 No Borrar Instrucciones del Ejercicio 1 10

11 No Borrar Instrucciones del Ejercicio 1 11

12 Qué es un Ecualizador de Audio? Es un estéreo de auto. Ajusta el volumen de una cierta frecuencia en una señal. Se construirá un ecualizador de audio de 3-bandas usando filtros que afecten estos rangos de frecuencia Bass Midtone Treble 12

13 Exploremos el Proyecto Final Abra el VI mydaq Audio Demo.vi y experimente con él. Asegúrese que el micrófono (o reproductor MP3) esté conectado al igual que los audífonos. 13

14 Tipos de Dato Cuáles son los siguientes tipos de dato? 14

15 Barra de Herramientas Qué acciones realizan los siguientes botones? 15

16 Página de Notas- No Borrar 16

17 Utilizando las Funciones de Búsqueda Siéntase libre de referenciar NI LabVIEW para encontrar respuestas Puede nombrar tres formas de buscar una función en NI LabVIEW? Dónde están localizados los siguientes objetos? DAQ Assistant Waveform Chart Two Button Dialog 17

18 Flujo de Datos Cuál VI(s) se ejecuta primero? Cuál VI se ejecutará de último? 18

19 Técnicas de Depurado Cómo se utilizan las siguientes herramientas de depurado? Flecha de Ejecución Rota Ejecución Resaltada Lista de Errores Puntas de prueba Hay alguna otra herramienta de depurado? 19

20 Ventana de Ayuda de Contenido Cuántas maneras de mostrar la ventana de ayuda de contenido conoce usted? 20

21 Comentando el Código Al hacer doble clic en cualquier punto del panel frontal o diagrama de bloques insertará un comentario 21

22 Consejos para Trabajar en NI LabVIEW Accesos Directos del Teclado <Ctrl+H> Activar/Desactivar Ventana de Ayuda de Contenido <Ctrl+B> Remover Cables Rotos en el Diagrama de Bloques <Ctrl+E> Cambiar entre el Panel Frontal y el Diagrama de Bloques <Ctrl+Z> Deshacer (también disponible en el menú de Edición) <Ctrl+T> Abrir el Panel Frontal y el Diagrama de Bloques Tools»Options Configurar Preferencias en NI LabVIEW File»VI Properties Configurar Apariencia del VI, Documentación, etc. Create»Control/Constant/Indicator Clic derecho en la terminal para crearlo 22

23 Detección de Picos Convierta señales de tiempo a señales de frecuencia Analice todas los componentes de frecuencia para encontrar la frecuencia dominante En este ejercicio: Tome la señal de sonido Ejecute un análisis espectral para detectar los picos de frecuencia Muestre en un gráfico Tiempo Frecuencia 23

24 Ejercicio 2 Adquiera una Señal con DAQ Utilice la plantilla del ejercicio para: Adquirir una señal del dispositivo NI mydaq Tomar una Medida Espectral 24

25 No Borrar Instrucciones del Ejercicio 2 25

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33 33

34 Video: Reto del Conductor Ciego Enlace YouTube Parte 1 Enlace YouTube Parte 2 No olvide enviar su proyecto a /studentdesign para participar por una oportunidad de ganar premios y un viaje a Austin, TX 34

35 Sección II Elementos de Programas Típicos A. Demonstración: While Loops y SubVI B. Ciclos While Loop For Loop B. Funciones y SubVIs Tipos de Funciones Creando Funciones Personalizadas (subvi) C. Ejercicio Práctico: Filtre y Obtenga el Sonido 35

36 Demonstración: While Loop y SubVIs Flujo de Datos y Ciclos SubVIs Ejemplo Incorrecto 36 Ejemplo Correcto

37 While Loop Qué hacen las siguientes terminales? Cuántas veces debe ejecutarse un ciclo While? 37

38 For Loop En qué valor empieza a contar la terminal de iteración? Cuántas veces se ejecuta un For Loop? 38

39 Dibujando un Ciclo 1. Seleccione la estructura (Programming»Structures) 2. Encierre el código que se repetirá 3. Cablee la Condición de Detención y añada cualquier código adicional 39

40 3. Tipos de Funciones Express VIs: VIs interactivos con página de diálogo configurable (marco azul) VIs Estándar: Vis modulares personalizados al cablear (personalizable) Funciones: elementos operativos fundamentales de NI LabVIEW; no tienen panel frontal o diagrama de bloques (fondo amarillo) 40

41 Las Funciones y subvis de NI LabVIEW Operan Como Funciones en Otros Lenguajes Función Pseudo Código function average (in1, in2, out) { out = (in1 + in2)/2.0; } Diagrama de Bloques del SubVI Llamando al Programa Pseudo Código main { average (in1, in2, pointavg) } Diagrama de Bloques del VI 41

42 Creando un SubVI Cuáles son algunas maneras en que se pueden crear subvis? 42

43 Editor de Ícono y Panel Conector Editor de Ícono Por qué un buen ícono es importante? Cómo se edita el ícono de un subvi? Panel Conector Dónde se encuentra el panel conector? Cómo se añaden entradas o salidas a un panel conector? 43

44 Análisis: Filtros Permite que ciertas frecuencias de una señal pasen más fácilmente que otras Se utilizarán tres tipos de filtros en nuestro proyecto Filtro Bass Filtro Midtone Filtro Treble 44

45 Enviando una Señal al DAQ Envíe una señal desde la computadora al dispositivo de adquisición de datos o tarjeta de sonidos En el proyecto, se modificará la entrada de audio y se enviará la señal a los parlantes. 45

46 Ejercicio 3 Genere Sonido con el NI mydaq Utilice los VIs Express de NI LabVIEW para: Adquirir una señal Aplicar un Filtro Enviar sonido a los parlantes 46

47 No Borrar Instrucciones del Ejercicio 3 47

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49 No Borrar Instrucciones del Ejercicio 3 49

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53 Video: Escalera de Piano con NI mydaq Enlace de Video YouTube No olvide enviar su proyeto a /studentdesignpara participar por una oportunidad de ganar premios y un viaje a Austin, TX 53

54 Sección III-Analizando y Presentando Resultados Demostración: Arreglos y Auto-Indexado Arreglos Creando Arreglos Auto-Indexado B. Mostrando Datos en el Panel Frontal Gráficos y Charts C. Demostración: Estructuras Caso Toma de Decisiones D. Ejercicio Práctico: Ecualizador de Audio 54

55 Demostración: Arreglos Creando Arreglos y Auto-Indexado Programáticamente Creando Arreglos 55

56 Arreglos Un arreglo consiste de elementos y dimensión. Qué significan estos términos? Cuándo utilizaría un arreglo? En NI LabVIEW, cuál es el índice del primer elemento del arreglo? 56

57 Creando un Arreglo De la subpaleta Controls»Modern»Array, Matrix, and Cluster, seleccione el ícono Arreglo Marco de arreglo vacío en el Diagrama de Bloques 57

58 Construyendo Arreglos con Ciclos (Auto-Indexado) Los ciclos pueden acumular arreglos en los bordes con el autoindexado. Los For loops autoindexan por defecto. Los While loops dan solo el valor final por defecto. Auto-Indexado Habilitado El cable es más grueso Arreglo 1D Auto-Indexado Deshabilitado El cable se mantiene igual Cómo podemos habilitar/deshabilitar el auto-indexado? 5 Solo un valor (última iteración) se obtiene del ciclo 58

59 Waveform Charts Waveform chart indicador númerico especial que muestra una historia de valores. Los Charts añaden 1 dato cada vez con historia. The image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open the image, or the image may have been corrupted. Restart your computer, and then open the file again. If the red x still appears, you may have to delete the image and then insert it again. Los Chart se actualizan con cada punto individual recibido. Controls»Express»Graph Indicators»Chart 59

60 Waveform Graphs Waveform graph indicador númerico especial que muestra un arreglo de datos. Un gráfico muestra varios puntos al mismo tiempo. The image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open the image, or the image may have been corrupted. Restart your computer, and then open the file again. If the red x still appears, you may have to delete the image and then insert it again. Los gráficos se actualizan cuando todos los puntos fueron recolectados. Pueden utilizarse en un ciclo si un VI obtiene buffers de datos. Controls»Express»Graph Indicators»Graph 60

61 Propiedades de Controles e Indicadores Las propiedades son características o cualidades de un objeto. Las propiedades se acceden con clic derecho en un control o indicador. Incluyen: o Tamaño o Color o Estilo de Curva o Color de Curva Los parámetros incluyen: o Cursores o Escalas 61

62 Demonstración: Estructuras Caso 62

63 Cómo se Toman Decisiones en NI LabVIEW? Estructuras Caso Select (a) (b) (c) 63

64 Control Tab Mantiene el panel frontal organizado. Añade un Tab para cada operación nueva. Use el control Tab para seleccionar operaciones y ejecutar diferentes análisis. 64

65 Ejercicio 4- Construya un Ecualizador de Audio Complete su ecualizador de 3 bandas Familiarícese con las Estructuras Caso 65

66 No Borrar Instrucciones del Ejercicio 4 66

67 No Borrar Instrucciones del Ejercicio 4 67

68 No Borrar Instrucciones del Ejercicio 4 68

69 No Borrar Instrucciones del Ejercicio 4 69

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72 No Borrar Instrucciones del Ejercicio 4 72

73 Video: Silla de Ruedas Controlada con la Mente Enlace YouTube No olvide enviar su proyecto a /studentdesign para tener oportunidad de ganar un premio y un viaje a Austin, TX 73

74 Sección IV Temporización y E/S de Archivos A. Demostración: Temporizando un Ciclo While B. Temporizando Ciclos C. E/S de Archivos D. Ejercicio Práctico: Añada una Máquina Karaoke 74

75 Demostración: Temporizando un Ciclo Vs. 75

76 Cómo Temporizo un Ciclo? Configure el VI Express Time Delay en segundos para temporizar cada iteración del ciclo (tanto para ciclos For y While). Configure el Wait y Wait Next ms Multiple en milisegundos para temporizar cada iteración del ciclo Time Delay Wait Wait Until Next ms Multiple 76

77 Archivos E/S Archivo E/S transferir datos hacia y desde archivos Los archivos pueden ser binarios, de texto, u hojas de cálculo Write/Read LabVIEW Measurements file (*.lvm) Escribiendo a un archivo *.lvm Leyendo de un archivo *.lvm 77

78 Karaoke! El sonido estéreo tiene dos canales: izquierdo y derecho. El sonido se graba usando dos micrófonos puestos de forma estratégica. La voz está presente en ambos canales. Al remover el canal izquierdo del derecho, podemos eliminar la voz 78

79 Ejercicio 5 Añada una Funcionalidad de Karaoke Expanda el programa Audio Equalizer para incluir una funcionalidad de Karaoke 79

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87 No Borrar Instrucciones del Ejercicio 5 87

88 Video: Theremin Óptico con NI mydaq Enlace YouTube No olvide mandar su proyecto a /studentdesign para tener oportunidad de ganar premios y un viaje a Austin, TX 88

89 Sección IV Temas de Flujo de Datos Avanzado (Opcional) A. Tipos de Datos Adicionales Clusters B. Construcciones de Flujo de Datos Shift Registers Variables Locales C. Desarrollos de Grandes Aplicaciones Ventana de Navegación Proyectos en NI LabVIEW 89

90 Introducción a los Clusters Es una estructura de datos que agrupa datos. Los datos pueden ser de diferentes tipos de dato. Análogo a un struct en ANSI C. Los elementos deben ser solo controles o indicadores. Pueden entenderse como un manojo de cables. El orden de los objetos es importante. 90

91 Creando un Grupo Seleccione un marco de Cluster. Ponga objetos dentro del marco. Controls»Modern»Array, Matrix & Cluster 91

92 Funciones de Agrupamiento En la subpaleta Cluster & Variant de la paleta Programming También se pueden acceder al hacer clic derecho sobre la terminal del cluster Bundle (Etiquetas de las terminales muestran el tipo de dato) Bundle By Name 92

93 Utilizando Arreglos y Clusters con Gráficos El tipo de dato waveform contiene 3 elementos: t0 = Tiempo de Inicio dt = Tiempo entre Muestras Y = Arreglo de magnitudes Y Los waveform clusters se pueden crear de dos maneras: Build Waveform (tiempo absoluto) Clusters (tiempo relativo) 93

94 Shift Registers Acceso a Datos de Iteraciones Previas Disponibles en el borde izquierdo o derecho de las estructuras de ciclos Clic derecho sobre el borde y seleccione Add Shift Register La terminal derecha almacena datos cuando termina una iteración La terminal izquierda provee los datos almacenados al inicio de la siguiente iteración Valor Inicial Valor 15 Antes que comience el ciclo Primera iteración Segunda Iteración Última iteración 94

95 Variables Locales Las variables locales permiten transferencia de datos entre ciclos paralelos Se puede leer o escribir un control o indicador desde más de un lugar en nuestro programa Las variables locales rompen el paradigma de flujo de datos y se deben usar muy poco 95

96 Ventana de Navegación de NI LabVIEW Presenta la región de visualización temporal con respecto a todo el panel frontal o el diagrama de bloques Es excelente para programas grandes Organice y reduzca el tamaño visual del programa con subvis 96

97 Proyectos de NI LabVIEW Agrupe y organice VIs Maneje hardware y E/S Maneje VIs para múltiples objetivos Construya bibliotecas y ejecutables Maneje grandes aplicaciones en NI LabVIEW Habilite el seguimiento y manejo de versiones 97

98 NI Multisim y NI Ultiboard El programa más popular en el mundo para aprender electrónica 180,000 usuarios industriales y acádemicos Los productos incluyen: Simulación y captura con NI Multisim Disposición de Ultiboard PCB Simulación de microcontroladores con el módulo NI Multisim MCU Ediciones de bajo costo para estudiantes disponibles en /multisim 98

99 NI Multisim Integrado con NI LabVIEW 1. Cree un Esquemático 2. Tarjeta de Circuitos Virtual 3. Simule 4. Disposición PCB 5. Pruebe 6. Compare 99

100 Recursos Adicionales NI Web Acádemica y Rincón del Estudiante /students /lv101 /textbooks Obtenga su propia copia del NI LabVIEW Student Edition NI KnowledgeBase /kb NI Developer Zone /devzone NI LabVIEW Certification /lv101 NI Certified LabVIEW Associate Developer Exam (certificación reconocido industrialmente) 10 0

101 El Programa de Certificación en NI LabVIEW Arquitecto Maestría en NI LabVIEW Experto en desarrollo de grandes aplicaciones Líder de proyectos en equipo Desarrollador Conocimiento de NI LabVIEW avanzado y experiencia en desarrollo de aplicaciones Habilidad en manejo de proyectos Certified LabVIEW Architect Certified LabVIEW Developer Desarrollador Asociado Habilidad en navegación del ambiente NI LabVIEW Alguna experiencia en desarrollo de aplicaciones Certified LabVIEW Associate Developer 10 1

102 Su Próximo Paso Evaluación Rápida de las Habilidades en NI LabVIEW: Práctica de Examen del CLAD: Webcast de Preparación para el Examen CLAD: Su primer paso hacia la certificación NI LabVIEW! 10 2

103 No Borrar Solución del Ejercicio

104 No Borrar Solución del Ejercicio

105 No Borrar Solución del Ejercicio 4 - Pista A 10 5

106 No Borrar Solución del Ejercicio 4 Pista A 10 6

107 No Borrar Solución del Ejercicio