ET6DE - Instrumentação Virtual Prof. Winderson Aula03

ET6DE - Instrumentação Virtual

Prof. WindersonAula03

Introdução ao LabVIEW

A. Programação em LabVIEWB. Uso de Sub-VIs C. Estruturas Básicas de Programação

11 de abr de 2023 2

A. Linguagem LabVIEW• LabVIEW é uma linguagem de programação gráfica, de

propriedade da empresa National Instruments, que utiliza ícones, em vez de linhas de texto, para criar aplicações.

• Vasto conjunto de ferramentas e objetos de automação e instrumentação.

• A interface de usuário é o Painel frontal.• O código de programa é o Diagrama de bloco.• A National Instruments fornece uma vasta opções de

hardware DAQ cujo programação é realizada através do LabVIEW.– GPIB, PCI, VXI, PXI, RS-232, RS-485, USB, Ethernet, etc.

• Aplicações para Internet (ActiveX e redes TCP/IP).• Pode-se criar executáveis e bibliotecas DLLs.

11 de abr de 2023 A. Introdução 3

http://www.ni.com/

Instrumento Virtual (VI) no LabVIEW

• Os programas em LabVIEW são chamados de instrumentos virtuais (VIs - Virtual Instruments).

• Os VIs contêm três componentes principais:– painel frontal – diagrama de bloco – painel de ícones e conectores


Painel frontal

• É a interface com o usuário:


Diagrama de blocos

• É o código para controlar os objetos do painel frontal:


Painél de ícones e conectores

• Serve para permitir o uso de um VI em outro VI:


Hierarquia de VIs

• Vantagem: Natureza hierárquica dos VI.• Uso de subVIs.• Não há limites para a hierarquia.• Rápidas alterações e depurações da aplicação.• Útil para modelar blocos repetitivos– Fácil reutilização de código.


Exemplo...


Exemplo...


Ambiente de programação



Barra de ferramentas do painel frontal

• Run• Run continuamente• Abortar execução• Pausa• Formatar textos• Alinhar objetos• Distribuir objetos• Reordenar objetos


Barra de ferramentas do diagrama de blocos

• Mostrar execução• Executar passo a passo• Entrar em um Loop ou SubVI• Sair de um Loop ou SubVI• Aviso de potencial problema


Menus

• File (Open, Save, Copy e Paste)• Edit (para modificar componentes do VI)• View (acessar elmtos que compoem o VI)• Project (gerenciar projetos)• Operate (executar, anular e alterar opções do

VI)• Tools (para configurações do LabVIEW)• Windows (gerenciamento de janelas)• Help (manuais, ajuda on-line e outras infos)


Paletas Tools• Operating para alterar os valores de um controle ou selecionar o texto em

um controle. • Positioning para selecionar, mover ou redimensionar objetos. • Labeling para editar texto e criar legendas livres. • Wiring para ligar objetos no diagrama de bloco.• Object Shortcut Menu para acessar ao menu de atalho de um objeto com

o botão esquerdo do mouse.• Scrolling para percorrer as janelas sem utilizar as barras de rolagem.• Breakpoint para definir pontos de parada em VIs, funções, nós, ligações e

estruturas, a fim de interromper a execução naquela localização.• Probe para criar sensores no diagrama de bloco. • Color Copy a fim de copiar cores para serem coladas.• Coloring para colorir um objeto.


Paleta Controls


Paleta Functions


Carregando Vis


EXERCÍCIO 1• VI Frequency Response• Objetivo: Abrir e executar um VI• Tempo estimado para execução: 5 minutos


Criando um VI

1) No painel frontal aloque os controles e indicadores.

2) No diagrama de blocos aloque os nós entre os terminais através das ligações apropriadas.


EXEMPLO 1

Comparando c/ linguagens textuais

• Um NÓ comporta-se como uma declaração, operador e função ou sub-rotina;

• TERMINAIS por sua vez são como parâmetros e constantes e

• LIGAÇÕES são como variáveis.


Programação de fluxo de dados

• Um nó é executado quando todos os dados estao disponíveis em seus terminais de entrada

• Após a execução do nó os dados são colocados na saída e transferidos adiante

• Exemplos:


Outros recursos

• Ligar objetos automaticamente usando a barra de espaço (Tools > Options e Block Diagram)

• Exibir terminais com botão direito e Visible Items > Terminals

• Pesquisar controles, VIs e funções através do botão: Search da Paleta


EXERCÍCIO 2

• VI Convert C to F• Objetivo: Montar um VI• Tempo estimado para execução: 8 minutos

11 de abr de 2023 25A. Introdução

Técnicas de Edição

• Criação rápida de objetos com Create• Selecionar objetos com a ferramenta Positioning• Mover objetos com auxílio da tecla Shift• Excluindo objetos• Desfazer/Refazer com Undo e Redo• Duplicar objetos com auxílio da tecla Control• Rotulando objetos– Títulos: acompanham um objeto– Legendas livres criadas com a ferramenta Labeling


Mais técnicas de edição

• Selecionando e excluindo ligações

• Extendendo ligações


Outras técnicas de edição

• Ligações interrompidas

• Alterar fonte, estilo e tamanho de texto com Text Settings na barra de ferramentas

• Redimensionar objetos com alças apropriadas

11 de abr de 2023 28A. Introdução

Mais técnicas de edição

• Alinhando objetos• Copiando objetos• Colorindo objetos (exceto terminais) com a

ferramenta Coloring ou Tools>Options e Colors


EXERCÍCIO 3

• Execute as alterações no painel frontal e no diagrama de blocos conforme solicitado na folha de exercício.

• Tempo estimado para execução: 12 minutos


Técnicas de depuração

• Indicação de VI não executável• Localização de erros com View > Error List• Animação da execução com uso do botão Highlight

Execution• Executando passo a passo com botões Step Over,

Step Into ou Step Out.• Pontas de prova• Pontos de parada


EXERCÍCIO 4

• VI Debug Exercice• Objetivo: Praticar técnicas de depuração• Tempo estimado para execução: 15 minutos


B. Criando Sub-VIs

• Um VI dentro de outro VI é chamado subVI• Corresponde a uma chamada de sub-rotina

11 de abr de 2023 B. SubVIs 33

Criando um ícone

• Ícone é a representação gráfica do VI• Edit Icon... botão direito sobre o ícone• Utilize ferramentas Icon Editor de forma

similar aos comandos encontrados no programa Paint do Windows

• Tamanho em pixels: 32 x 32• Padrões de cores: P&B, 16 e 256(default)• Também pode-se arrastar um gráfico de

qualquer lugar do seu sistema de arquivos


Configurando o painel de conectores

• É o conjunto de terminais que corresponde aos controles e indicadores do VI (define E/S)

• Show Conector com botão direito no ícone mostrado no Painel frontal

• Altere o padrão com a opção Patterns• Número máximo de terminais é 28• Recomendação use no máximo 16• Altere distribuição espacial com Flip e Rotate


Atribuindo terminais a controles e indicadores

• Define a relação entre o painel de conectores e os terminais de controles/indicadores.

• Deve-se utilizar a ferramenta Wiring no painel de controle

• Coloque as entradas do lado esquerdo e as saídas do lado direito


EXERCÍCIO 5

• VI Convert C to F• Objetivo: Criar um painel de ícones e

conectores para que você possa utilizar um VI como um subVI



Utilizando subVIs

• Selecione Functions»Select a VI• Ou pode-se copiar e colar a partir de outro VI• Um duplo clique no subVI do diagrama de

blocos abrirá o painel de controle deste subVI• Idem + Control abre-se seu diagrama de

blocos• As alterações num subVI só alteram a estância

atual. • As demais estâncias alteram-se após o subVI

ser salvo


EXERCÍCIO 6

• VI Thermometer• Objetivo: Montar um VI e criar seu painel de

ícones e conectores para que você possa utilizá-lo como um subVI



Definindo atributos aos conectores

• Clique com o botão direito no painel de conectores e selecione This Connection Is no menu de atalho:– Required– Recommended– Optional

• Para opção obrigatória (Required) não se pode executar o VI como um subVI sem o ligar corretamente.


Criando subVI a partir de seções de um VI

• Use este recurso para simplificar o diagrama• Deve-se usar a ferramenta Positioning para

selecionar a seção• Menu Edit»Create subVI • O LabVIEW cria controles e indicadores para o

novo subVI e conecta o subVI às ligações já existentes

• Não se pode converter uma seção com mais de 28 entradas/saídas.


C. Estruturas Básicas de Programação

• While Loops• Diagramas de forma de onda• For Loops• Estruturas Case• Estruturas Sequence

11 de abr de 2023 C. Estruturas de Programação 42

While Loops

• Similar às estruturas DO ou REPEAT-UNTIL• Localizada na paleta Functions»Structures • Executa o sub-diagrama até que uma condição

booleana seja satisfeita• Comportamento padrão: Stop If True • Comportamento alternativo: Continue If True • Um terminal de iteração realiza uma contagem• Exemplo


Diagramas de forma de onda

• Indicador numérico que exibe plotagens• Localizado na paleta Controls»Graph


Diagramas de forma de onda

• Utilizam três modos diferentes para rolar dados

• Escolha o modo com o botão direito no diagrama e selecione Advanced»Update Mode

• O modo Strip é mais lento (padrão)


Exemplos...


EXERCÍCIO 7

• VI Temperature Monitor• Objetivo: Utilizar um While Loop e diagrama

de forma de onda para adquirir e exibir dados• Tempo estimado para execução: 10 minutos


EXERCÍCIO 8

• VI Random Signal• Adicionar temporização a um diagrama de

forma de onda, utilizando um controle numérico



EXERCÍCIO 9

• VI Auto Match• Objetivo: Transmitir dados para fora de um

While Loop através de um túnel• Tempo estimado para execução: 10 minutos


Registradores de deslocamento

• Usados para transferir valores de uma iteração de loop para a próxima

• Cria-se com o botão direito na borda esquerda ou direita de um loop e selecionando Add Shift Register no menu de atalho

• Um registrador de deslocamento aparece como um par de terminais diretamente em oposição um ao outro nas laterais verticais da borda do loop





• Pode-se acessar iterações anteriores • botão direito no terminal esquerdo Add Element


Inicializando registradores de deslocamento

• Ligar qualquer valor da parte externa do loop ao terminal esquerdo– Senão o valor gravado no registrador será o

mesmo de quando o loop foi executado pela última vez

– Ou utilizará o valor padrão para o tipo de dados se o loop nunca tiver sido executado• Exemplo: se o tipo de dados do registrador de

deslocamento for Boolean, o valor inicial será FALSE


EXERCÍCIO 10

• VI Shift Register Example• Objetivo: Utilizar registradores de

deslocamento para acessar valores de iterações anteriores



EXERCÍCIO 11

• VI Temperature Running Average• Objetivo: Utilizar registradores de

deslocamento para calcular uma média de execução



For Loops

• Executa um subdiagrama por um definido número de vezes

• Localizado na paleta Functions»Structures• O valor no terminal de contagem indica quantas

vezes é possível repetir o sub-diagrama • A contagem de iterações sempre inicia em zero • O terminal de contagem de For Loop é um inteiro

longo (coerção para este formato!)


EXERCÍCIO 12

• VI Random Average• Objetivo: Montar um VI que exiba duas

plotagens, uma plotagem aleatória e uma média dos últimos quatro pontos em um diagrama de forma de onda em modo de atualização sweep.



Estruturas Case• Tem dois ou mais sub-diagramas• Apenas um sub-diagrama pode ser visto de cada vez• A estrutura executa apenas uma condição de cada

vez• Um valor de entrada determina qual sub-diagrama

será executado• A estrutura Case é semelhante às declarações

condicionais ou declarações if...then...else em linguagens de programação baseadas em texto

• Pode-se especificar uma condição padrão para a estrutura Case, usada para tratar valores fora da faixa


Estruturas Case

• Pode-se criar vários túneis de entrada e saída• Apesar de haver entradas disponíveis para

todos os sub-diagramas, eles não precisam utilizar todas elas

• Porém deve-se definir túnel de saída p/ cada condição

• Túneis de saída não ligados aparecem como quadrados brancos


EXERCÍCIO 13

• VI Square Root• Objetivo: Utilizar a estrutura Case• Tempo estimado para execução: 10 minutos


EXERCÍCIO 14

• VI Temperature Control• Objetivo: Utilizar a estrutura Case• Tempo estimado para execução: 10 minutos


Estruturas Sequence

• Contém um ou mais sub-diagramas, ou quadros, que são executados em ordem seqüencial

• Uma estrutura Sequence executa o quadro 0, depois o quadro 1, depois o quadro 2, e assim por diante

• Essa estrutura não completa sua execução nem retorna nenhum dado até que o último quadro seja executado


Estruturas Sequence

• Os túneis das estruturas Sequence podem ter apenas uma fonte de dados, diferente das estruturas Case

• A saída pode ser emitida a partir de qualquer quadro, mas os dados deixam a estrutura Sequence somente quando a execução de todos os quadros estiver concluída (e não quando quadros individuais concluírem suas execuções)


Seqüências locais

• Para transferir dados de um quadro para qualquer quadro subseqüente, utilize um terminal de seqüência local – Uma seta apontando para fora aparece no terminal de

seqüências locais do quadro que contém a fonte de dados– O terminal nos quadros subseqüentes contém uma seta

apontando para dentro, indicando que o terminal é uma fonte de dados para aquele quadro.

• Adicione seqüências com o botão direito na borda da estrutura e selecione Add Sequence Local

11 de abr de 2023 64C. Estruturas de Programação

EXERCÍCIO 15

• VI Time to Match• Objetivo: Utilizar a estrutura Sequence• Tempo estimado para execução: 10 minutos


Estrutura de fórmula e expressão

• Usadas para executar operações matemáticas no ambiente LabVIEW

• Próprias para vínculos com MATLAB p.ex.• Estrutura de fórmula – baseado em texto• Estrutura de expressão – uma só variável


EXERCÍCIO 16

• VI Formula Node Exercise• Objetivo: Utilizar o Formula Node• Tempo estimado para execução: 10 minutos


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