Εργαστήριο Αυτοματοποιημένων Ηλεκτρονικών Μετρήσεων ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Εργαστήριο Αυτοματοποιημένων Ηλεκτρονικών Μετρήσεων Καθηγητής: Λ. Μαγκαφάς Τεχνικοί Εργαστηρίου: Κ. Κωνσταντινίδης

Εκμάθηση του πακέτου LabView ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Εκμάθηση του πακέτου LabView Μέρος 1ο:Εισαγωγή στο LabView

Στόχοι Τι είναι λήψη δεδομένων και προς τι η χρήση αυτής; ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Στόχοι Τι είναι λήψη δεδομένων και προς τι η χρήση αυτής; Στόχοι του Εργαστηρίου LabVIEW Γενική Ιδέα περί του LabView Γνώση περί του τι σημαίνει γραφική γλώσσα προγραμματισμού και ροή δεδομένων Εκμάθηση της χρήσης του περιβάλλοντος του LabVIEW Εκμάθηση προγραμματισμού VI μέσω παραδείγματος 

Τι είναι η λήψη δεδομένων και προς τι η χρήση αυτής; ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Τι είναι η λήψη δεδομένων και προς τι η χρήση αυτής; Κλασικά πειράματα - τα σήματα από τους αισθητήρες στέλνονται στους αναλογικούς ή ψηφιακούς μετρητές, που διαβάζονται από τον πειραματιστή, και καταγράφονται με το χέρι ή στον Η/Υ. Αυτοματοποιημένα συστήματα λήψης δεδομένων που οι αισθητήρες διαβιβάζουν μια τάση ή ένα τρέχον σήμα άμεσα σε έναν υπολογιστή μέσω ενός πίνακα λήψης δεδομένων. Λογισμικά όπως το LabVIEW ελέγχουν την λήψη και την επεξεργασία τέτοιων δεδομένων Τα οφέλη των αυτοματοποιημένων συστημάτων είναι πολλά: Η βελτιωμένη ακρίβεια της καταγραφής Αύξηση της συχνότητας με την οποία οι μετρήσεις μπορούν να ληφθούν Δυνατότητα να αυτοματοποιηθεί η επεξεργασία πριν και μετά και να ενσωματωθεί ποιοτικός έλεγχος

Περιγραφή του Πακέτου LabView ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Περιγραφή του Πακέτου LabView LabVIEW – Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench Γραφική γλώσσα προγραμματισμού που επιτρέπει τον έλεγχο οργάνων, λήψη δεδομένων, και την επεξεργασία αυτών κατά την διάρκεια και μετά τη λήψη.

Γραφική Γλώσσα Προγραμματισμού & Αρχή της Ροής των Δεδομένων ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Γραφική Γλώσσα Προγραμματισμού & Αρχή της Ροής των Δεδομένων Το LabVIEW στηρίζεται σε γραφικά σύμβολα παρά σε κείμενο (όπως οι κλασικές Γ.Π.) για να περιγράψει διάφορες ενέργειες του προγράμματος Η αρχή της ροής δεδομένων, κατά την οποία διάφορες λειτουργίες εκτελούνται μόνο μετά τη λήψη απαραίτητων δεδομένων, ελέγχει την εκτέλεση κατά τρόπο απλό.

Πώς Δουλεύει το LabView; ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Πώς Δουλεύει το LabView; Τα προγράμματα στο LabView ονομάζονται: Virtual Instruments (VIs) επειδή η εμφάνιση και η λειτουργία τους μιμούνται πραγματικά όργανα. Εντούτοις, είναι ανάλογα με τα κύρια προγράμματα, τις λειτουργίες και τις υπορουτίνες που ανήκουν σε δημοφιλείς γλώσσες προγραμματισμού όπως η C, FORTRAN, PASCAL...

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Εφαρμογές

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Με το LabVIEW μπορείτε να δημιουργήσετε ή να χρησιμοποιήσετε τα "εικονικά όργανα" (VI) για την λήψη δεδομένων. Ένα VI επιτρέπει στην οθόνη του Η/Υ σας να ενεργήσει ως πραγματικό εργαστηριακό όργανο με χαρακτηριστικά προσαρμοσμένα στις ιδιαίτερες ανάγκες σας. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε τα ενσωματωμένα παραδείγματα, ή τα τυποποιημένα πρότυπα για την οργάνωση των καναλιών εισαγωγής δεδομένων.

Ένα VI έχει τρία κύρια μέρη: ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Ένα VI έχει τρία κύρια μέρη: Τον κεντρικό πίνακα (Front Panel): ένα ενδιάμεσο αλληλεπιδρών με τον χρήστη, ενός VI, που ονομάζεται έτσι επειδή εξομοιώνει τον κεντρικό πίνακα ενός φυσικού οργάνου. Το διάγραμμα καλωδίωσης (Block Diagram): Είναι ο πρωτογενής κώδικας του VI, που κατασκευάζεται στη γραφική γλώσσα προγραμματισμού του LabVIEW, G. Ουσιαστικά, το πραγματικό εκτελέσιμο πρόγραμμα. Υπορουτίνα στο διάγραμμα καλωδίωσης του VI. Τα Εικονίδια/καλώδια

Μέρος 2ο: Το περιβάλλον του LabVIEW ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Μέρος 2ο: Το περιβάλλον του LabVIEW

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Στόχοι Γνώση του τρόπου κατά τον οποίο τα τρία κύρια μέρη του LabVIEW περιβάλλοντος - ο κεντρικός πίνακας, το διάγραμμα καλωδίωσης, και τα εικονίδια/καλώδια, συνεργάζονται μεταξύ τους. Γνώση της διαφοράς μεταξύ των ελεγκτών και των δεικτών και να είστε σε θέση να αναγνωρίσετε τα τερματικά τους στο διάγραμμα καλωδίωσης. Γνώση για τις ικανότητες και τις χρήσεις των basic toolbar, tools-button toolbar, controls toolbar, functions toolbar, και των sub-toolbars.

κεντρικού πίνακα επιλογών: ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ κεντρικού πίνακα επιλογών: Με απλά λόγια, ο κεντρικός πίνακας είναι το παράθυρο μέσω του οποίου ο χρήστης αλληλεπιδρά με το πρόγραμμα. Όταν τρέχετε ένα VI, πρέπει να έχετε τον κεντρικό πίνακα ανοικτό έτσι ώστε να μπορείτε να εισάγετε τα δεδομένα εισόδου στο πρόγραμμα εκτέλεσης. Ο κεντρικός πίνακας είναι το διάμεσο στο οποίο βλέπετε το αποτέλεσμα του προγράμματός σας.

Συστατικά ενός κεντρικού πίνακα επιλογών: ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Συστατικά ενός κεντρικού πίνακα επιλογών: Ο κεντρικός πίνακας είναι βασικά ένας συνδυασμός αναλογικών και ψηφιακών κομβίων ελέγχου και δεικτών.

Κομβίο Έλεγχου ή δείκτης; ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Κομβίο Έλεγχου ή δείκτης; Ελεγκτής = εισαγωγή από το χρήστη = τερματικά εισόδου Δείκτες = αποτελέσματα στο χρήστη = τερματικά εξόδου

Έλεγχοι και δείκτες χειρισμού ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Έλεγχοι και δείκτες χειρισμού Με δεξί κλικ σε έναν δείκτη μπορείτε να αλλάξετε: τον δείκτη σε ελεγκτή το σχήμα ή την ακρίβεια του Με δεξί κλικ σε έναν ελεγκτή μπορείτε να αλλάξετε: τον ελεγκτή σε δείκτη την μηχανική του δράση (να κλείσει ή να ανοίξει κατά την ενεργοποίηση του και τι να χρησιμοποιήσει ως προεπιλογή...)

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Διάγραμμα Καλωδίωσης Το παράθυρο διαγράμματος της καλωδίωσης (block diagram) περιέχει το γραφικό πρωτογενή κώδικα ενός LabVIEW VI - είναι ο πραγματικός εκτελέσιμος κώδικας Μπορείτε να κατασκευάσετε το διάγραμμα καλωδίωσης ενός συστήματος συνδέοντας με καλώδιο αντικείμενα που εκτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες. Τα επιμέρους στοιχεία ενός διαγράμματος καλωδίωσης είναι τα τερματικά, οι κόμβοι και τα καλώδια.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Τερματικά Όταν τοποθετείτε έναν ελεγκτή (ή δείκτη) στον ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΠΙΝΑΚΑ Το LabVIEW δημιουργεί αυτόματα ένα αντίστοιχο τερματικό ελεγκτή (ή δείκτη) στο ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΚΑΛΩΔΙΩΣΗΣ

Τερματικό ελέγχου ή δείκτης; ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Τερματικό ελέγχου ή δείκτης; Τα τερματικά ελεγκτών έχουν παχιά περιγράμματα Τα τερματικά δεικτών έχουν λεπτά περιγράμματα

Διαγραφή τερματικών στο διάγραμμα καλωδίωσης ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Διαγραφή τερματικών στο διάγραμμα καλωδίωσης Εξ ορισμού, δεν μπορείτε να διαγράψετε ένα τερματικό στο διάγραμμα καλωδίωσης που ανήκει σε έναν ελεγκτή (ή δείκτη) Το τερματικό εξαφανίζεται μόνο όταν διαγράψετε τον αντίστοιχο ελεγκτή (ή δείκτη) στον ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΠΙΝΑΚΑ (Control Panel).

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Κόμβοι Ο κόμβος είναι απλώς μια φανταχτερή λέξη για ένα στοιχείο εκτέλεσης προγράμματος - οι κόμβοι είναι ανάλογοι με τις δηλώσεις, τους τελεστές, τις λειτουργίες και τις υπορουτίνες στην τυποποιημένη γλώσσα προγραμματισμού: Οι συναρτήσεις πρόσθεσης και αφαίρεσης αντιπροσωπεύουν έναν τύπο κόμβου. Μια δομή είναι ένας άλλος τύπος κόμβου. Οι δομές μπορούν να εκτελέσουν τον κώδικα επανειλημμένα ή υπό όρους, παρόμοια με τους βρόχους και τις δηλώσεις περίπτωσης στις κλασικές γλώσσες προγραμματισμού. Το LabVIEW περιέχει επίσης ειδικούς κόμβους, κόμβους τύπου, οι οποίοι είναι χρήσιμοι στην αποτίμηση μαθηματικών τύπων ή συναρτήσεων.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Καλώδια WIRES NODE Ένα VI διατηρεί τη συνοχή από τα καλώδια που συνδέουν τους κόμβους και τα τερματικά. Τα καλώδια μεταφέρουν τα δεδομένα από ένα τερματικό εισόδου σε ένα ή και περισσότερα τερματικά εξόδου.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Καλώδια που χρησιμοποιούνται στα διαγράμματα καλωδίωσης οι αντίστοιχοι τύποι τους Κάθε καλώδιο έχει διαφορετική υφή ή και χρώμα, ανάλογα με τον τύπο στοιχείων που διατρέχει το καλώδιο: Scalar 1D array 2D array Color Floating-point number orange Integer number blue Boolean green String pink

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Σπασμένα καλώδια Εάν συνδέσετε περισσότερη από μια πηγές ή καμία πηγή σε ένα καλώδιο, Το LabVIEW «ΔΙΑΦΩΝΕΙ» με αυτό που κάνετε, και το καλώδιο θα εμφανιστεί σπασμένο

Προγραμματισμός της ροής δεδομένων - ακολουθώντας τη ροή... ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Προγραμματισμός της ροής δεδομένων - ακολουθώντας τη ροή... Με απλά λόγια, ένας κόμβος εκτελεί μόνο όταν φθάσουν δεδομένα σε όλα τα τερματικά εισόδου του οι κόμβοι παρέχουν δεδομένα σε όλες τις εξόδους τους όταν ολοκληρώσουν την εργασία τους τα δεδομένα περνούν αμέσως από τις εξόδους στα τερματικά εξόδου (δείκτες).

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Εικόνες και συνδέσεις Οι εικόνες και οι συνδέσεις διευκρινίζουν τις διαδρομές για τα στοιχεία ώστε να ρεύσουν από και προς VIs. Το εικονίδιο είναι η γραφική αντιπροσώπευση του VI στο διάγραμμα καλωδίωσης Οι συνδέσεις καθορίζουν τις εισόδους και τις εξόδους

Front Panel & Wiring (Block) Diagram ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Front Panel & Wiring (Block) Diagram Είναι συχνά χρήσιμο να εμφανίζονται και τα δύο παράθυρα. Ένα νέο (κενό) VI παρουσιάζεται παρακάτω με τις βασικές παλέτες επιλογών.(toolbars)

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Τροποποίηση ενός VI μόνο ένα από τα δύο παράθυρα (διάγραμμα ελέγχου ή καλωδίωσης) είναι ενεργό σε οποιοδήποτε χρονικό σημείο. Για να ενεργοποιήσετε οποιοδήποτε από τα δύο απλά κάντε κλικ μέσα στο χώρο αυτού που επιλέξατε. για να προβάλετε οποιοδήποτε από τα toolbars (εργαλείων, ελεγκτών, ή λειτουργιών) μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τα menus των παράθυρων στις επιλογές ή απλά με αριστερό ή δεξί κλικ. όταν εμφανίζετε αρχικά κάποιο toolbar η εικόνα μιας καρφίτσας προβάλλεται στην πάνω αριστερή γωνία. Κάντε κλικ για να κρατήσετε το toolbar μόνιμα στη οθόνη σας.

Tool-Button Toolbar Επιλογή ενός χαρακτηριστικού. Αλλαγή ή Μετακίνηση ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Tool-Button Toolbar Επιλογή ενός χαρακτηριστικού. Αλλαγή ή Μετακίνηση Έλεγχος των χαρακτηριστικών ενός συστήματος Πρόσθεση ή Αλλαγή Κειμένου Έλεγχος Δεδομένων (εκσφαλμάτωση) Καλωδίωση χαρακτηριστικών για τον έλεγχο της ροής των δεδομένων

Control-Button Toolbar ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Control-Button Toolbar εισαγωγή παλμογράφου εισαγωγή ενός ελεγκτή Boolean λογικής (κουμπί ή Διακόπτης) εισαγωγή ενός αριθμητικού ψηφιακού δείκτη

Functions Toolbar Αριθμητικοί Τελεστές (+,-,…) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Functions Toolbar Αριθμητικοί Τελεστές (+,-,…) Δημιουργία Δομής, όπως: for, while, και case statements Τελεστές Boolean (and, or…) Μαθηματικές Συναρτήσεις Χρονιστές/διάλογοι Συγκριτές I/O σε αρχείο Αναλυτές Σήματος Λήψη Δεδομένων

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Sub-Toolbars

Basic Toolbar Font ring Distribution ring Continuous run ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Basic Toolbar Font ring Distribution ring Continuous run Alignment ring Stop Pause Run Debugging features Reorder objects Diagram Highlighter

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Το κουμπί Run το κομβίο εκκίνησης, που μοιάζει με βέλος, αρχίζει να εκτελεί όταν κάνετε κλικ. αλλάζει εμφάνιση όταν τρέχει ένα VI. Όταν ένα VI δεν έχει συνοχή, το κομβίο εκκίνησης παρουσιάζεται σπασμένο

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Μέρος 3ο: Παράδειγμα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Παράδειγμα 1: Ζάρια από τα functions-numeric toolbars, εισάγετε το εικονίδιο με τα ζάρια. από το Controls Panel εισάγετε έναν αριθμητικό ψηφιακό δείκτη χρησιμοποιήστε το εργαλείο καλωδίωσης για να συνδέσετε τα δύο (στο διάγραμμα καλωδίωσης) και να κάντε κλικ το κουμπί RUN επανειλημμένα. αριθμοί από το 0,00 έως το 1,00 θα εμφανιστούν στον κεντρικό πίνακα.

Παράδειγμα 1: Ζάρια (Συνέχεια) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Παράδειγμα 1: Ζάρια (Συνέχεια) Διαγράψτε το καλώδιο Προσθέστε έναν κόμβο πολλαπλασιασμού και μια αριθμητική σταθερά για να επιτρέψετε τον πολλαπλασιασμό με το 5 Προσθέστε έναν κόμβο αθροίσματος και μια αριθμητική σταθερά για να επιτρέψετε την άθροιση με το 1 Προσθέστε έναν κόμβο «Στρογγυλοποίησης στον Πλησιέστερο». Κάνετε ένα δεύτερο αντίγραφο αυτής της δομής για να αντιπροσωπεύσετε έναν δεύτερο ζάρι και συνδέστε τα με καλώδιο μέσω ενός κόμβου αθροίσματος και μια έξοδο σε ακέραιο. Αυτό το διάγραμμα καλωδίωσης προσομοιώνει το κύλισμα δύο ζαριών και το άθροισμα τους ώστε να διαμορφωθεί ένας αριθμός από το 2 μέχρι το 12 .