LabVIEW. E un acronimo per. "Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench. Ideato dalla National Instrument nel 1986 È standard mondiale per:

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2 LabVIEW E un acronimo per "Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench Ideato dalla National Instrument nel 1986 È standard mondiale per: l acquisizione dati (DAQ) il controllo della strumentazione 2

3 Linguaggio grafico LabView è un ambiente per sviluppare programmi Nei linguaggi tradizionali come il C e il Vbasic i programmi : richiedono dati in input producono dati in output sono formati da linee di codice I programmi LabVIEW si scrivono in G programmazione grafica si prendono degli oggetti, si collegano tra loro si stabiliscono le loro relazioni si costruisce una specie di schema a blocchi 3

4 Il linguaggio G Il codice sorgente è un diagramma di elementi connessi da fili I dati viaggiano attraverso i fili Il flusso di dati controlla il codice 4

5 Finestra di dialogo iniziale New Per iniziare Un nuovo lavoro Open Per riprendere il lavoro 5

6 Creazione di un nuovo VI Scegliere l opzione Blank VI Premere OK 6

7 Cos è un VI? I Programmi realizzati in LabVIEW vengono chiamati Strumenti Virtuali Virtual Instruments Gli strumenti virtuali (VI) contengono i seguenti elementi principali: Il pannello frontale; Il diagramma a blocchi; 7

8 L ambiente di lavoro Il pannello frontale Il diagramma a blocchi L icona Compaiono due finestre sovrapposte 8

9 Disposizione affiancata Pannello Frontale Diagramma A Blocchi Per visualizzare entrambi gli schemi affiancati utilizzare il menù a tendina Window Tile Left and Right. 9

10 Il Pannello Frontale E l interfaccia utente Contiene Controlli e Indicatori I terminali interattivi di ingresso e di uscita di un VI Si Visualizza tramite il menù a tendina Window Show Front Panel 10

11 Il diagramma a blocchi Nodi Il diagramma a blocchi contiene il codice sorgente grafico composto da: nodi, Terminali terminali Fili di collegamento E visualizzato tramite il menù a tendina Window Show Block Diagram 11

12 Lo scambio dei dati Il dialogo tra Pannello Frontale e Diagramma a Blocchi I Controlli forniscono dati allo schema a blocchi del VI. Gli indicatori visualizzano i dati che il diagramma a blocchi acquisisce o genera. 12

13 Programmazione grafica Osserviamo la differenza di terminologia rispetto alla programmazione tradizionale 13

14 I Controlli Simulano i dispositivi d ingresso degli strumenti Sono potenziometri, pulsanti, quadranti 14

15 Gli Indicatori Simulano i dispositivi di uscita degli strumenti Sono Led e altri Visualizzatori 15

16 La Palette Controls Serve a disegnare il pannello frontale Per visualizzare la palette Controls si clicca con il tasto destro del mouse in un area libera del pannello frontale. Oppure si usa il menù a tendina Window Show Controls Palette 16

17 La palette Controls Serve a inserire nel pannello frontale Controlli Indicatori Sono ben separati E una palette semplificata Una visione completa viene fornita dalla Palette All Controls 17

18 La Palette All Controls Numeric Controlli e indicatori numerici Boolean Controlli e indicatori booleani String Graph Decoration 18

19 La Palette Function Contiene gli elementi operativi di LabView Analisi di forme d onda Raccolta dati Simulazione segnali Salvataggio dati e Messaggi di errore Funzioni costruite dall utente Strutture di controllo Temporizzazioni Svolgimento calcoli Confronto fra dati Insieme completo delle funzioni Elaborazione di segnali Conversione di tipi di dati Le funzioni non appaiono nel pannello frontale 19

20 Esercizio Una misura di temperatura 20

21 Inserimento di un controllo Clicchiamo con il destro sul pannello frontale Appare la Palette Controls Clicchiamo su Num Ctrls (Numeric Controls) Sulla finestra che appare scegliamo Pointer Slide 21

22 Inserimento di un controllo Trasciniamo il controllo sul pannello frontale 22

23 I Terminali Gli oggetti del pannello frontale appaiono nel diagramma a blocchi come oggetti chiamati Terminali. 23

24 Cancellazione di Terminali C è stretta corrispondenza Nelle versioni precedenti di LabView Non si poteva cancellare un terminale dallo schema a blocchi. Il terminale scompariva solo dopo che si cancellava l oggetto corrispondente sul pannello frontale. 24

25 Proprietà di un controllo Ogni controllo è contraddistinto da due proprietà di tipo testuale La sua Label La sua Caption Label (Slide nel caso della figura) il nome che lo rappresenta nel diagramma a blocchi. La Caption (invisibile nel caso in figura) descrizione che si può aggiungere non appare nel diagramma a blocchi 25

26 Cambiamo valore alla Label Clicchiamo due volte sulla Label La Label diventa nera Inseriamo il nuovo valore della label Il cambiamento si riflette nel terminale 26

27 Cambiamo la scala Clicchiamo sul valore max della scala Il valore diventa bianco Inseriamo il nuovo valore La scala si adatta automaticamente Oppure Si clicca con il destro sul controllo Si accede alla finestra Properties Si sceglie la Scheda Scale Si cambia Scale Range 27

28 Inseriamo un Indicatore Clicchiamo con il destro sul pannello frontale Appare la Palette Controls Clicchiamo su Num Inds(Numeric Indicators) Sulla finestra che appare scegliamo Thermometer Trasciniamolo sul pannello frontale 28

29 La nuova situazione Pannello frontale Diagramma a blocchi Nel diagramma a blocchi appare ora un nuovo terminale 29

30 Terminale di tipo Controllo o Indicatore? I Control terminals hanno bordi spessi Gli Indicator terminals hanno bordi sottili 30

31 Costruzione del programma Scopo del programma: Muovendo il controllo Slide La temperatura sul termometro deve cambiare Il terminale Slide ha un triangolino sul lato destro rappresenta l uscita del controllo Il terminale Termometro ha un triangolino sul lato sinistro rappresenta l ingresso dell indicatore Sono i punti del diagramma In cui va effettuato il collegamento 31

32 Come si fanno i collegamenti Si deve disegnare un filo (wire) tra i due terminali I fili rappresentano il flusso di dati all interno del diagramma a blocchi Per disegnare i fili si usa lo strumento Connect Wire della Palette Tools 32

33 La palette Tools Per farla comparire se non è presente: Window Show Tools Palette Assicurarsi che sia selezionato lo strumento Selezione Automatica del Tool In questo modo il Labview sceglie da solo il Tool più appropriato mentre si costruisce il Diagramma a blocchi. In caso contrario è necessario scegliere ogni volta dalla Palette lo strumento necessario 33

34 Come si traccia un filo Con la scelta automatica del Tool abilitata quando avviciniamo il mouse ad un terminale compare un punto caldo ed il mouse assume la forma di un rocchetto di filo Per tracciare il filo cliccare con il mouse e trascinare il filo fino all altro terminale 34

35 Collegamenti errati Se il collegamento fatto ha una logica all interno del VI Il filo apparirà continuo Altrimenti apparirà Tratteggiato (bad wire) 35

36 Salvataggio del VI Cartella in cui si salva Nome del VI Menù File Save 36

37 Esecuzione di un VI Si usano i pulsanti della barra degli strumenti 37

38 Esecuzione continua Muovendo il controllo Slide il termometro adegua la sua visualizzazione alla temperatura impostata Per terminare l esecuzione premere il pulsante di Abort 38

39 Esercizio Un controllo di temperatura 39

40 Il Pannello Frontale Interfaccia Utente Vogliamo poter impostare una soglia per la temperatura Vogliamo che si accenda un led se la soglia viene superata 40

41 Inseriamo il controllo per la soglia Clicchiamo con il destro sul pannello frontale Appare la Palette Controls Scegliamo Num Ctrls E poi di nuovo Num Ctrl Trasciniamo il controllo sul pannello frontale 41

42 Cambiamo valore alla Label Il controllo Numerico ha la Label =Numeric Clicchiamo due volte sulla Label La Label diventa nera Inseriamo il nuovo valore della Label = Soglia Il cambiamento si riflette nel terminale del Diagramma a Blocchi Prima Dopo 42

43 Inseriamo un led Clicchiamo con il destro sul pannello frontale Compare la palette Controls Scegliamo Leds Scegliamo Round Led Posizioniamo il controllo sul pannello frontale Cambiamo la sua Label 43

44 Situazione Ecco come devono apparire Il Pannello Frontale Il Diagramma a blocchi Il Led ha un terminale di ingresso True/False 44

45 Scrittura del programma di controllo Dobbiamo controllare se la temperatura supera il valore impostato per la soglia In caso positivo si deve accendere il Led Per scrivere il programma dobbiamo lavorare sul diagramma a blocchi Clicchiamo con il destro sul Diagramma a Blocchi Compare la Palette Functions Per effettuare il paragone ci serve la Funzione Arith/Compare 45

46 Arithmetic & Comparison Consente di scegliere tra una vasta gamma di calcoli aritmetici e logici Nel nostro caso dobbiamo selezionare Comparison (Paragoni) E poi la funzione Greater? ( E più grande?) 46

47 Greater? Ha due terminali di ingresso x e y che vengono confrontati Ha un terminale di uscita del tipo True/False Se x>y l uscita è True, altrimenti è False Bisogna collegare: All ingresso x il controllo di temperatura All ingresso y La soglia L uscita va al Led 47

48 I Nodi Nel gergo del LabView NODO la funzione Greater? inserita nel diagramma è un nodo I nodi sono oggetti del diagramma a blocchi che hanno ingressi e uscite e svolgono delle operazioni durante l esecuzione di un VI Sono analoghi alle Istruzioni, operatori e Funzioni di un linguaggio di programmazione Nodi speciali sono: I Formula Nodes utili per valutare formule ed espressioni Le strutture (Cicli etc.) 48

49 Diagramma a Blocchi Notiamo che nel diagramma si viene a creare una Wire Junction Eseguiamo il VI in modo continuo Muoviamo il controllo di Temperatura Il led si accenderà quando la temperatura supera la soglia Proviamo il VI con diversi valori della soglia 49

50 Esercizio Sommiamo due numeri 50

51 Disegniamo l interfaccia utente Per immettere i numeri da sommare inseriamo due controlli numerici Dalla Palette Controls scegliamo Num Ctrls e poi Num Ctrl Cambiamo le Label dei due controlli in: Primo Numero Secondo Numero 51

52 Per visualizzare il risultato Ci vuole un Indicatore Dalla Palette Controls scegliamo Num Inds e poi Num Ind Posizioniamo il controllo sul Pannello Frontale Cambiamo la sua Label in Risultato 52

53 L interfaccia utente L utente può inserire i valori dei numeri da sommare nei corrispondenti controlli numerici L utente non può cambiare il valore del risultato In quanto un indicatore visualizza il valore calcolato dal programma 53

54 Scriviamo il programma Bisogna inserire la funzione matematica di somma Nel diagramma a blocchi Facciamo comparire La Palette Functions Scegliamo Arith/Compare e poi Numeric 54

55 Le Funzioni Numeriche Scegliamo Add 55

56 La funzione Add Ha due terminali di ingresso x e y Ha un terminale di uscita che rappresenta la somma degli ingressi x + y Colleghiamo: I due terminali di tipo controllo agli ingressi della funzione Colleghiamo l uscita della funzione al terminale indicatore che deve visualizzare il risultato 56

57 Esecuzione del programma L utente cambia i valori dei numeri agendo sui controlli Il risultato viene visualizzato nell indicatore 57

58 Esercizio Somma di due numeri e Sottrazione di una costante 58

59 Inseriamo una costante Clicchiamo con il destro sul diagramma a blocchi 59

60 Le Costanti Nel diagramma a blocchi compare la costante La costante è una sorgente di dati del diagramma a blocchi che non appare nel pannello frontale e che fornisce valori fissi al diagramma 60

61 Modifichiamo il diagramma Il diagramma a blocchi dopo l inserimento della costante Il risultato non è più la somma dei numeri Costante Dobbiamo cancellare il collegamento tra la funzione somma e il risultato Clicchiamo sul collegamento Il filo appare tratteggiato Premiamo Canc Il Collegamento scompare 61

62 La funzione Subtract Colleghiamo: Ha due terminali di ingresso x e y Ha un terminale di uscita che rappresenta la differenza degli ingressi x - y L uscita della funzione Add All ingresso x di Subtract La costante numerica All ingresso y di Subtract Colleghiamo l uscita della funzione Subtract al terminale indicatore che deve visualizzare il risultato Risultato= (Primo Numero + Secondo Numero) - K 62

63 Esecuzione del programma Impostiamo la costante numerica al valore 7 cliccandoci sopra due volte Eseguiamo il programma Il risultato è corretto = = 41 La costante 7 non compare però nell interfaccia utente 63

64 Visualizzazione della costante Inseriamo nel pannello frontale Un altro indicatore numerico Controls Num Inds Num Ind Nel diagramma colleghiamo La costante numerica Al nuovo terminale Notiamo che nel diagramma si viene a creare una Wire Junction 64

65 Esercizio Addizionatrice On - Off 65

66 Interfaccia utente Il VI deve visualizzare: La somma dei due numeri se l interruttore è ON 0 se l interruttore è OFF Lo stato ON / OFF dell interruttore viene indicato: Dalla posizione del pulsante Dall accensione / spegnimento di un led 66

67 Inserimento pulsante Visualizziamo la Palette Controls e scegliamo Buttons Compare la finestra Buttons & Switches Scegliamo Toggle Switch 67

68 Collegamento Led - Switch Inseriamo il led nel pannello frontale Nella Palette Controls Scegliamo Leds e poi scegliamo Round Led Cancelliamo la Label Boolean dello switch e scriviamo ON/OFF Cancelliamo la Label Boolean del led Lo switch ha una uscita Boolean (TF) Il Led ha un ingresso Boolean (TF) Colleghiamoli Switch on Led On Switch off Led Off 68

69 Il nodo di Selezione In funzione della posizione dello switch dobbiamo portate all indicatore del risultato Il risultato della funzione somma (se lo Switch è On) Il valore della costante (0) (se lo Switch è Off) Ci vuole un nodo di selezione (Select) Ha due ingressi t (true) e f (false) Ha un ingresso di selezione s Se s= true viene riportato in uscita l ingresso t Se s= false viene riportato in uscita l ingresso f 69

70 Inserimento del nodo Select Clicchiamo con il destro sul diagramma a blocchi 70

71 Scriviamo il programma La somma dei due numeri è l ingresso t del nodo select La costante 0 è l ingresso f del nodo Select L uscita dello switch (TF) èl ingresso s di selezione Il risultato visualizzato sarà la somma se lo switch invia True Il risultato visualizzato sarà 0 se lo switch invia True 71

72 Esercizio Le Porte Logiche 72

73 Le funzioni Boolean Vogliamo visualizzare tramite l accensione e lo spegnimento di led il diverso funzionamento della funzione AND e della funzione OR Le funzioni And e OR accettano e forniscono input e output di tipo Boolean (True/False) Palette Functions Arith/Compare Boolean 73

74 Esercizio Conversione da gradi Celsius a gradi Fahrenheit 74

75 Un po di Fisica Siano F e C due misure della stessa temperatura nelle due scale C : 100 = F - 32 : (212 32) C : 100 = F - 32 : 180 F 32 = C * 180 / 100 = C * 1.8 F = C *

76 Il Pannello Frontale E composto da: Un controllo per inserire la temperatura in gradi Celsius Un indicatore per visualizzare la temperatura corrispondente Dalla Palette Controls Num Ctrls Num Ctrl Dalla Palette Controls Num Inds Num Ind Cambiare le Label in Gradi Celsius Gradi Fahrenheit 76

77 Scriviamo il programma La formula da applicare è: Ci vogliono due costanti F = C * e due funzioni numeriche Per inserirle dalla Palette Funtions Arith/Compare Numeric Notiamo il colore dei fili e dei nodi Blu Dato Intero Arancione Dato Reale 77

78 Esercizio La legge di Ohm 78

79 Il pannello frontale Disegniamo un circuito composto da Un generatore di tensione Una Resistenza Un Amperometro Muovendo la manopola del generatore deve variare la corrente 79

80 Controlli e Indicatori Dalla Palette Controls Num Ctrls Scegliamo: Num Ctrl per rappresentare la resistenza e impostarne il valore Knob per rappresentare la manopola del generatore di tensione Dalla Palette Controls Num Inds Scegliamo: Meter per rappresentare il quadrante dell amperometro 80

81 Il disegno del circuito Dalla Palette Controls All Controls Scegliamo Decorations Sono linee, frecce, forme varie Servono per abbellire i VI 81

82 Il programma Legge di Ohm I = V R Legame Tensione (V), Resistenza (R) e Corrente (I) Per realizzare il programma basta aggiungere un nodo che effettua la divisione Palette Functions Arith/Compare Numeric Divide 82