LABVIEW NIVEL BASICO

Asesores:

Coba Martínez Marisol

Barrera Spíndola Omar A.

Objetivo general del curso

Desarrollar, implementar e interpretar

algoritmos de programación en lenguaje G

bajo el entorno de programación de

Labview a un nivel básico

¿Qué es Labview?

Labview es el acrónimo de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench.

Labview es un entorno de programación gráfica usado por miles de ingenieros e investigadores para desarrollar sistemas sofisticados de medida, pruebas y control usando íconos gráficos e intuitivos y cables que parecen un diagrama de flujo. Labview ofrece una integración incomparable con miles de dispositivos de hardware y brinda cientos de bibliotecas integradas para análisis avanzado y visualización de datos.

¿Dónde se aplica Labview?

Diseño de sistemas embebidos

Diseño de sistemas de Control y

simulación de procesos.

Procesamiento de imágenes y señales.

Monitoreo y control industrial.

Desarrollo e implementación de software.

Generación de reportes y almacenamiento

de datos.

Labview = Instrumentación Virtual VI

Relacionado con este concepto se da

nombre a sus dos ventanas principales:

Un instrumento real tendrá un panel

frontal donde estarán sus botones,

pantallas o indicadores, etc. Y una

circuitería interna.

Entorno de desarrollo

Panel frontal: Es la parte que verá el

usuario, típicamente en fondo gris.

Diagrama de bloques: Es donde se

relazará la programación y suele tener

fondo blanco.

Para acceder al programa elegimos la

siguiente ruta: Inicio>Todos los programas>National Instruments Labview 2009

Una vez presente la

pantalla de inicio

seleccionamos la opción

New > Blanck VI

Una vez seleccionado se abrirá el Front

Panel y Block Diagram. Tal como se

ilustra a continuación:

Para poder trabajar en

ambas pantallas, damos

clic derecho sobre la

barra de tareas,

seleccionamos la opción

mosaico vertical.

Barra de Menús y Herramientas

Barra de menú

Barra de herramientas

La barra de menú contiene las mismas

opciones y funciones en ambas ventanas.

La barra de herramientas contiene iconos

que funcionan igual en ambas ventanas.

Barra de Herramientas

Sirven para controlar la ejecución de un programa.

Este grupo de botones tiene la función de depuración.

Menú desplegable que permite formatear textos, es recomendable usar los formatos predefinidos como Application Font o System font.

Este grupo de botones, permiten alinear, distribuir y controlar el tamaño, agrupar y ordenar objetos.

Paleta de herramientas

Esta paleta se puede mostrar mediante el menu View-Tools Palette.

Permite seleccionar el instrumento que se desea usar, esto se logra cambiando el tipo de cursos del ratón.

Automatic Tool Selection. Si está activado sirve para que se selecciones la herramienta de forma automática dependiendo de los elementos sobre el que se sitúe el cursor.

Operate value. Sería el cursor disponible cuando el VI está ejecutándose, sirve principalmente para cambiar valores en los controles del Panel Frontal

Position/Size/Select. Como su nombre indica sirve para posicionar objetos, tanto en el diagrama de bloques.

Edit, Text. Cambia el cursor para poder escribir texto. Permite escribir comentarios sobre el Diagrama de Bloques.

Connect wire. Es la herramienta que sirve para cablear. Uniendo unos elementos con otros mediante cables, permitiendo el flujo de datos a través de ellos

Get Color. Obtiene el valor del color de un elemento.

Set Color. Colorea un elemento. Tiene dos posibles colores, el principal y el secundario, ambos pueden ser asignados de forma independiente. Uno de los colores disponibles está marcado mediante una T, se trata del color transparente.

Paleta de controles y funciones

Para colocar terminales en el Panel frontal

y funciones en el Diagrama de Bloques se

tienen paletas, o menús flotantes, llamadas

paleta de controles y paleta de funciones.

Dichas paletas se muestran con clic

derecho en cada una de las ventanas.

Panel Frontal=Controles

Diagrama de Bloques=Funciones

Para fijar una paleta en pantalla se da clic

en el ícono

Controles Funciones

Modos sintetizados. Modo Función

CNTRL + R Ejecuta el programa

CNTRL + . Aborta la ejecución

CNTRL + E Conmuta entre las dos ventanas

principales

CNTRL + B Elimina los hilos rotos

CNTRL + H Muestra u oculta ayuda contextual

CNTRL + ? Muestra la ayuda

CNTRL + C Copia objetos al portapapeles

CNTRL + X Corta objetos al portapapeles

CNTRL + V Pega objetos desde portapapeles

CNTRL + Z Deshace la última acción

CNTRL + SHIFT + Z Rehacer

CNTRL + S Guarda el VI

TAB Cambia herramientas de las

paletas

CNTRL + arrastrar Crea copia de objetos

seleccionados

SHIFT + arrastrar Mueve los objetos en una sola

dirección

Creación de programas

En Labview un programa se realiza en

primer lugar insertando los controles e

indicadores necesarios en la pantalla de

panel frontal y después estructurando la

lógica del programa con funciones en la

pantalla diagrama de bloques y está formado

por las siguientes partes:

Controles: Son las entradas para los datos.

Funciones, VIs y estructuras: Realizan una o

varias operaciones con los datos.

Indicadores: Sirven de salida para los datos.

Secuencia de un programa.

Los datos “circulan” por el programa

mediante los cables, que sirven para unir

unos elementos con otros. Para realizar la

conexión de los elementos se utiliza la

herramienta Connect Wire de la paleta de

herramientas. Un cable tendrá una única

fuente (control, constante o salida de otro

elemento) y uno o varios destinos

(indicador o entradas de otros elementos)

siempre y cuando éstos sean compatibles.

Tipos de datos

En Labview se manejan los siguientes

tipos de datos que estan claramente

diferenciados por colores

TIPO COLOR

Numérico entero Azul

Numérico decimal Naranja

Texto Rosa

Booleano Verde

Se desea implementar un programa en

Labview capaz de leer los datos numéricos

provenientes de un control tipo perilla (knop),

para posteriormente mostrarlos en una

carátula de instrumento analógico (Meter).

Programa en Labview

Black VI

En la pantalla de Frontal Panel se busca el elemento de entrada

solicitado mediante la ruta: Botón derecho del mouse> Cntrls>

Num Cntrls> Knobs y se agrega, tal como se muestra:

Solución

Observe como al incluir el Knob en el Panel

Frontal se crea en el Block Diagram el ícono

que representa el elemento de entrada del

programa

Procedemos ahora a editar los límites numéricos de la perilla de

entrada, dichos valores serán asignados en función de las

necesidades del diseño propuesto, que en este caso de manera

particular se establecerá entre 0 y 100, donde la ruta de acceso a la

edición es la siguiente:

Sobre el objeto: Botón derecho del mouse >Properties > Knob

Properties > Scale> 0 – 100.

Es posible editar la estética del panel frontal cambiando los colores,

tipografía, etc. Esto dependerá del usuario o de las características

visuales que requiera el diseño de la carátula del VI.

Una vez agregado y editado el elemento de entrada, se incluirá el

instrumento de salida, que en este caso corresponde a un

instrumento analógico del tipo “meter”

Botón derecho del mouse> Cntrls> Num Inds> Meter y se agrega,

tal como se muestra:

Procedemos ahora a editar los límites numéricos del indicador de

salida, dichos valores serán asignados en función de las

necesidades del diseño propuesto, que en este caso de manera

particular se establecerá entre 0 y 100.

Una vez establecidos los componentes del panel frontal,

parámetros, distribución y características estéticas se procede a

desarrollar el interconectado de los elementos para resolver el

problema planteado, siendo esto equivalente al desarrollo del

algoritmo de programación.

En la pantalla de Block Diagram, se encuentran los elementos de

entrada y salida propuestos, con lo que se procede a manipular los

datos mediante las funciones, aritmético, lógicas, etc.

Para conectar los elementos, debemos de habilitar desde

View> Tool Palette la herramienta Connect Wire, la cual permite

“unir” los componentes del VI.

Una vez terminado el VI y verificando que no tenga errores,

guardamos el archivo bajo las siguientes consideraciones: no inicia

con número, No espacios iníciales, No acentos, tildes u otra

simbología léxica complementaria, La referencia de

almacenamiento debe ser clara.

Ruta para guardar el archivo File > Save As > primer programa

Ejecucion del programa con boton

Ejercicios Propuestos

Desarrollaremos ejercicios que nos permitan utilizar

controles así como sus indicadores, con lo que se

mostrara la diferencia entre ellos, también

conoceremos las funciones mas usuales y el manejo

de estructuras, que nos permitan llevar acabo la

programación G.

DATOS NUMÉRICOS

EJERCICIO 1

Utilizando Labview realice la suma entre

dos números enteros y muestre el

resultado en el Panel Frontal en una

representación numérica, mediante un

medidor análogo y con un termómetro.

SOLUCION 1

EJERCICIO 2

Desarrolle un programa en Labview que

permita representar la función 3X+2,

donde X es una variable proporcionada

por una perilla rotacional desde -10 hasta

50, establezca el valor máximo y mínimo

para el indicador de salida.

SOLUCION 2

EJERCICIO 3

Usando Labview realice la comparación

entre 2 cantidades, indique si la cantidad

1 es mayor que la cantidad 2, si es menor

o si es igual mediante el uso de

indicadores booleanos (Led virtual).

SOLUCION 3

EJERCICIO 4

Juego de Azar: desarrolle un algoritmo en

Labview que permita comparar un valor

ofrecido por un “jugador” a través de una

perilla de juego (valores de 0 a 1) y lo

compare con un generador aleatorio de

datos en el mismo rango. El programa

deberá indicar cuando el número

propuesto es mayor, menor o igual que el

dato generado aleatoriamente.

SOLUCION 4

EJERCICIO 5

Usando Labview realice la conversión de

grados centigrados a farengeit y kelvin

representados con indicadores de

termometro y que al rebasar los 100 ºc nos

encienda una alerta luminosa.

SOLUCION 5

EJERCICIO 6

Usando Labview realice un programa que

permita conocer por medio de un indicador

luminoso cuando se ha rebasado el nivel

mínimo y máximo de un tank. Dicho

tanque podrá ser “llenado” con un control

numérico de forma manual.

SOLUCION 6

EJERCICIO 7

Implemente un sistema tipo “calculadora”

en Labview que sea capaz de realizar las

operaciones de suma, resta,

multiplicación, división y comparación de

manera simultánea entre dos datos

suministrados por controles de entrada

internos. Los resultados se deberán

presentar en diferentes indicadores donde

se aclare a que operación corresponde

cada resultado.

SOLUCION 7

EJERCICIO 8

Utilizando Labview construya un

instrumento virtual de medición eléctrica.

Las entradas del instrumentos son: Voltaje

rms y carga en Ohms. El instrumento

deberá mostrar las siguientes mediciones:

Voltaje rms, Voltaje pico, Voltaje pico-pico,

Corriente, Potencia. La escala de medición

deberá darse entre los 0 y los 480V rms,

de ahí se derivarán las demás escalas.

Debe incluir una alarma que indique

visualmente que la carga es 0 ohms

SOLUCION 8

EJERCICIO 9

Usando Labview realice un programa que

para cualquier valor de los catetos,

permita calcular la hipotenusa, seno,

coseno y tangente de un triangulo

rectángulo, dichos cálculos se realizaran

utilizando la función Formula.

SOLUCION 9

SUB VI´S

Definición de sub VI

Un SubVI es el equivalente a una subrutina en los

lenguajes de programación tradicionales, en el

caso de Labview permite simplificar programas

con operaciones repetitivas y/o complejas a

secuencias más simples.

Como ejemplo considere la Aplicación donde se

tiene un instrumento virtual de adquisición de

variables eléctricas, como es de notarse la

programación a pesar de ser simple resulta

demasiado extensa, por lo que sería óptimo

poderla “encapsular” en una función particular.

¿Cómo crear un SubVI?

La creación de un SubVI resulta sencilla

como casi todas las aplicaciones en

Labview, y en realidad existen varios

métodos para su creación, siendo la más

simple la que se explica:

Teniendo el programa a simplificar seleccione

los elementos que desea simplificar:

Una vez que esto ocurre, entonces vemos

que las funciones se convierten en un

pequeño ícono editable, tal como se

ilustra:

Si damos doble clic en el ícono generado,

se apreciará un FP sintetizado que

involucra los controles e instrumentos

básicos que conforman al SubVI. Observe

que el nombre del archivo va seguido de

la leyenda SubVI

Ahora procedemos a guardar el SubVI con

un nombre relacionado con el programa

original. Una vez creado el sub VI podremos ver sus

características de manera muy simple, apretando

botón derecho sobre el ícono y seleccionando >

view as an icon podremos apreciar que las

propiedades “funcionales” del ícono son idénticas

a las del programa creado.

Quedando tal como sigue:

El subVI creado se puede cargar en

cualquier programa y lo podemos utilizar.

EJERCICIO 10

Realice un sistema completo de medición

de variables, voltaje, corriente y

temperatura para un panel de control

industrial de monitoreo de procesos, utilice

sub VI’s, implemente de acuerdo a los

estándares de instrumentación

tradicionales.

SOLUCION 10

DATOS DE TEXTO

EJERCICIO 11

Minúsculas y

Mayúsculas

Cadena de

texto inversa

EJERCICIO 12

Selección

T/F

EJERCICIO 13

ESTRUCTURAS

EJERCICIO 14

Elabore un dispositivo de temperatura, con

histéresis variable, que nos indique

aleatoriamente (automático), su estado

bajo con un leed, y su estado alto termine

el programa.

SOLUCION 14

SOLUCION 14

EJERCICIO 15

Crear un programa simulando un

cronometro controlado por un timer,

usando el ciclo while, un retardo de 10 ms,

el tiempo real, la función de doble

precisión, un indicador de caratula y un

indicador luminoso que encienda al llegar

al tiempo definido por el timer.

RETARDO

TIEMPO REAL

DOBLE

PRECISION

EJERCICIO 16

Crear un programa que utilice datos

aleatorios y los grafique.

Utilizar un ciclo For, un arreglo de cuatro

indicadores numéricos y un retardo de

10ms

EJERCICIO 17

Crear un programa que utilice datos un

sistema de fichas con 3 paginas, utilizando

la estructura case.

Sistema de fichas (etiquetas)

Dos etiquetas (predeterminadas)

Cambiar de pagina y agregar una pagina (después de)

Seleccionar

(Estructura caso) Añadir un caso después

ESTRUCTURA CASE (Caso)

PAGINA 1

Unir ó enlazar (concatenate)

Cambiando etiqueta en ambas

ventanas

PAGINA 2 Array (Matriz)

PAGINA 2

PAGINA 3 (Cuadros combinados)

Editar elementos desplegables

PAGINA 3

DATOS BOOLEANOS

EJERCICIO 18

Crear un programa que realice el

encendido secuencial de leds. Utilizando

la estructura flat sequence.

SECUENCIA DE LED´S (5 led´s)

Utilizando variables locales

SECUENCIA DE LED´S

EJERCICIO 19

Agregar un control de velocidad manual, al

ejercicio anterior de (100ms - 2000ms)

EJERCICIO 20

Realice un sistema de etiquetas de 3

paginas, en cada una de las cuales deberá

programar una tabla de verdad de las

compuertas AND, OR y EXOR,

respectivamente utilizando arrays.

EJERCICIO 3 TABLAS DE VERDAD

AND

PAGINA 2

OR

PAGINA 3

NOT EXCLUSIVE OR

ARREGLOS, CLOUSTER Y

MATRICES

Desarrollar un VI capas de ingresar datos

diferentes y reflejarlos en sus respectivos

indicadores mediante un concentrador

(Bundle y Unbndle).

EJERCICIO 21

CLUSTER Y MATRIX

Cluster & Array

Caso 1

Caso 2

Suma y multiplicación de matrices

EVENTOS

Desarrollar un VI en el que se gradué la

transparencia del panel frontal. Utilizando

event structures

EJERCICIO 22

Editar las propiedades del nodo

Utilizar estructura de eventos

Editar le estructura de evento

Editar la estructura de evento Nota: el nodo fuera del ciclo wile contiene dos etiquetas (expandir)

CASO 1 CASO 2

CASO 1

CASO 2

GRAFICAS

Desarrollar un VI para cambiar una señal

dentro y fuera, de la utilización del relé

Express VI.

EJERCICIO 23

Captura de señales

EJERCICIO 24

EJERCICIO 25

EJERCICIO 26

Graficas con transparencia

ENTRADA Y SALIDA DE

DATOS PUERTO PARALELO

ENTRADA Y SALIDA DE DATOS

CON PUERTO PARALELO

ENTRADA DE DATOS SALIDA DE DATOS

PUERTO PARALELO, SN74LS244

PUERTO PARALELO

ENTRADA DE AUDIO

SALIDA DA DATOS MANUAL

SALIDA DE DATOS AUTOMÁTICA

ADQUISICIÓN DE DATOS