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ET6DE - Instrumentação Virtual Prof. Winderson Aula03.

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1 ET6DE - Instrumentação Virtual Prof. Winderson Aula03

2 Introdução ao LabVIEW A.Programação em LabVIEW B.Uso de Sub-VIs C.Estruturas Básicas de Programação janeiro de 142

3 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. janeiro de 14 A. Introdução 3

4 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 janeiro de 14 A. Introdução 4

5 Painel frontal É a interface com o usuário: janeiro de 14 A. Introdução 5

6 Diagrama de blocos É o código para controlar os objetos do painel frontal: janeiro de 14 A. Introdução 6

7 Painél de ícones e conectores Serve para permitir o uso de um VI em outro VI: janeiro de 14 A. Introdução 7

8 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. janeiro de 14 A. Introdução 8

9 Exemplo... janeiro de 14 A. Introdução 9

10 Exemplo... janeiro de 14 A. Introdução 10

11 Ambiente de programação janeiro de 14 A. Introdução 11

12 janeiro de 14 A. Introdução 12

13 Barra de ferramentas do painel frontal Run Run continuamente Abortar execução Pausa Formatar textos Alinhar objetos Distribuir objetos Reordenar objetos janeiro de 14 A. Introdução 13

14 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 janeiro de 14 A. Introdução 14

15 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) janeiro de 14 A. Introdução 15

16 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. janeiro de 14 A. Introdução 16

17 Paleta Controls janeiro de 14 A. Introdução 17

18 Paleta Functions janeiro de 14 A. Introdução 18

19 Carregando Vis janeiro de 14 A. Introdução 19

20 EXERCÍCIO 1 VI Frequency Response Objetivo: Abrir e executar um VI Tempo estimado para execução: 5 minutos janeiro de 14 A. Introdução 20

21 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. janeiro de 14 A. Introdução 21 EXEMPLO 1

22 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. janeiro de 14 A. Introdução 22

23 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: janeiro de 14 A. Introdução 23

24 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 janeiro de 14 A. Introdução 24

25 EXERCÍCIO 2 VI Convert C to F Objetivo: Montar um VI Tempo estimado para execução: 8 minutos janeiro de 1425 A. Introdução

26 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 janeiro de 14 A. Introdução 26

27 Mais técnicas de edição Selecionando e excluindo ligações Extendendo ligações janeiro de 14 A. Introdução 27

28 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 janeiro de 1428 A. Introdução

29 Mais técnicas de edição Alinhando objetos Copiando objetos Colorindo objetos (exceto terminais) com a ferramenta Coloring ou Tools>Options e Colors janeiro de 14 A. Introdução 29

30 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 janeiro de 14 A. Introdução 30

31 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 janeiro de 14 A. Introdução 31

32 EXERCÍCIO 4 VI Debug Exercice Objetivo: Praticar técnicas de depuração Tempo estimado para execução: 15 minutos janeiro de 14 A. Introdução 32

33 B. Criando Sub-VIs Um VI dentro de outro VI é chamado subVI Corresponde a uma chamada de sub-rotina janeiro de 14B. SubVIs33

34 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 janeiro de 14B. SubVIs34

35 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 janeiro de 14B. SubVIs35

36 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 janeiro de 14B. SubVIs36

37 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 Tempo estimado para execução: 10 minutos janeiro de 14B. SubVIs37

38 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 janeiro de 14B. SubVIs38

39 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 Tempo estimado para execução: 20 minutos janeiro de 14B. SubVIs39

40 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. janeiro de 14B. SubVIs40

41 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. janeiro de 14B. SubVIs41

42 C. Estruturas Básicas de Programação While Loops Diagramas de forma de onda For Loops Estruturas Case Estruturas Sequence janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 42

43 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 janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 43

44 Diagramas de forma de onda Indicador numérico que exibe plotagens Localizado na paleta Controls»Graph janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 44

45 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) janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 45

46 Exemplos... janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 46

47 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 janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 47

48 EXERCÍCIO 8 VI Random Signal Adicionar temporização a um diagrama de forma de onda, utilizando um controle numérico Tempo estimado para execução: 10 minutos janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 48

49 EXERCÍCIO 9 VI Auto Match Objetivo: Transmitir dados para fora de um While Loop através de um túnel Tempo estimado para execução: 10 minutos janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 49

50 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 janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 50

51 Registradores de deslocamento janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 51

52 Registradores de deslocamento Pode-se acessar iterações anteriores botão direito no terminal esquerdo Add Element janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 52

53 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 janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 53

54 EXERCÍCIO 10 VI Shift Register Example Objetivo: Utilizar registradores de deslocamento para acessar valores de iterações anteriores Tempo estimado para execução: 10 minutos janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 54

55 EXERCÍCIO 11 VI Temperature Running Average Objetivo: Utilizar registradores de deslocamento para calcular uma média de execução Tempo estimado para execução: 10 minutos janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 55

56 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!) janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 56

57 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. Tempo estimado para execução: 10 minutos janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 57

58 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 janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 58

59 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 janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 59

60 EXERCÍCIO 13 VI Square Root Objetivo: Utilizar a estrutura Case Tempo estimado para execução: 10 minutos janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 60

61 EXERCÍCIO 14 VI Temperature Control Objetivo: Utilizar a estrutura Case Tempo estimado para execução: 10 minutos janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 61

62 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 janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 62

63 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) janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 63

64 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 janeiro de 1464 C. Estruturas de Programação

65 EXERCÍCIO 15 VI Time to Match Objetivo: Utilizar a estrutura Sequence Tempo estimado para execução: 10 minutos janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 65

66 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 janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 66

67 EXERCÍCIO 16 VI Formula Node Exercise Objetivo: Utilizar o Formula Node Tempo estimado para execução: 10 minutos janeiro de 14 C. Estruturas de Programação 67


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