3.1 Tα Fronts Panels 3.2 Tα Block Diagrams Τα Terminals Τα Nodes Tα Wires 3.3 Τα Pull-Down Menus 3.

Transcript

1 ΤΜΗΜΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ ΣΤΕΦ, ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ Σηµειώσεις για το Εργαστήριο: «Συστήµατα Συλλογής εδοµένων» Υπεύθυνος: ηµήτριος Πυροµάλης Αιγάλεω 2004 Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 1

2 Περιεχόµενα. Πρόλογος 1. Εισαγωγή στο LabVIEW 1.1 Τι είναι το LabVIEW 1.2 Τι µπορεί να κάνει το LabVIEWγια σας. 1.3 Πως δουλεύει το LabVIEW 1.4 Γρήγορο ξεκίνηµα µε το LabVIEW 2. LabVIEW και συλλογή µετρήσεων, µεταφορά, και ανάλυση 2.1 Τι σηµαίνει Data Acquisition. 2.2 Τι είναι το GPIB 2.3 Επικοινωνία οργάνων χρησιµοποιώντας την σειριακή θύρα 2.4 Γιατί χρειαζόµαστε την ανάλυση σε εφαρµογές πραγµατικού κόσµου 3. Το περιβάλλον του LabVIEW 3.1 Tα Fronts Panels 3.2 Tα Block Diagrams Τα Terminals Τα Nodes Tα Wires 3.3 Τα Pull-Down Menus 3.4 Τα Pop-Up Menus 3.5 Το Edit Mode και το Run Mode 3.6 Αποθήκευση και άνοιγµα Vis 3.7 Παράδειγµα 3.8 Βασικές αρχές συνδέσεων Τεχνικές συνδέσεων Παρουσίαση επαφών σύνδεσης των αντικειµένων Επιµήκυνση σύνδεσης Επιλογή και σβήσιµο συνδέσεων Ελαττωµατικές συνδέσεις 3.9. Το πρώτο πρόγραµµα LabVIEW Πως γίνετε το Debugging στο LabVIEW ηµιουργία ενός VI 4. οµές & διαγράµµατα 4.1 Το For Loop 4.2. Το While Loop 4.3. ιαγράµµατα (Waveform Charts) Συνδέοντας ένα διάγραµµα µιας κυµατοµορφής Συνδέοντας ένα πολλαπλό διάγραµµα Παράδειγµα 4.4. Τα Shift Registers 4.5. Η δοµή Case Σελ Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 2

3 4.6 Η δοµή Sequence 4.7 Formula Node 5. Πίνακες & Γραφήµατα 5.1. Πίνακες ηµιουργία πίνακα από controls και indicators Πίνακες δυο διαστάσεων ηµιουργία πινάκων Παράδειγµα 5.2. Γραφήµατα Waveform Graphs) Clusters Γραφήµατα µιας κυµατοµορφής Γραφήµατα πολλών κυµατοµορφών ΧΥ Γραφήµατα Παράδειγµα 6. Σειρές & Αρχεία 6.1. Strings (Σειρές) ηµιουργία Strings Controls και Indicator Παράδειγµα 6.2 Αρχεία (Files Ι/Ο) ηµιουργώντας ένα αρχείο Spreadsheet ιαβάζοντας ένα αρχείο Spreadsheet 7. Εργαστηριακές Ασκήσεις 7.1. Συλλογή µετρήσεων από αναλογική είσοδο 7.2. Συλλογή µετρήσεων από γεννήτρια σηµάτων 7.3. Χειρισµός ψηφιακών εισόδων-εξόδων 4. Χειρισµός σειριακής θύρας 8. To Καταγραφικό εδοµένων LOGGER IV 8.1. Το καταγραφικό και οι λειτουργίες του 8.2. οκιµαστικό σειριακής επικοινωνίας µε Ηυπολογιστή (PC) 8.3. Καταγραφικό σε αυτόνοµη λειτουργία (Stand Alone Mode) 8 4. Καταγραφικό σε σύνδεση µε υπολογιστή (On-Line Mode ) 9. Ασκήσεις στο Καταγραφικό εδοµένων 9.1. Η σειριακή επικοινωνία 9.2. Η σειριακή επικοινωνία στο LabVIEW 9.3. Ανάγνωση µετρήσεων από το καταγραφικό 9 4. Η µνήµη καταγραφής και ο ρυθµός δειγµατοληψίας 9.5. Ψηφιακός παλµογράφος ενός καναλιού 9.6. Ψηφιακό θερµόµετρο 9.7. ηµιουργία αρχείου µετρήσεων στον υπολογιστή 9.8. Ψηφιακός παλµογράφος ενός καναλιού µε µνήµη 9.9. Σενάριο ελέγχου δεξαµενής υγρών Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 3

4 Πρόλογος Tο LabVIEW η Laboratory Instrument Engineering Workbench, είναι ένα ισχυρό και ευέλικτο περιβάλλον προγραµµατισµού για υλοποίηση εφαρµογών συλλογής επεξεργασίας, ανάλυσης και παρουσίασης µετρήσεων (Data Acqusition) χρήσης και ελέγχου επιστηµονικών οργάνων (Instrument Control IEEE 488), σχεδιασµένο να λειτουργεί στο περιβάλλον των Microsoft Windows και στο περιβάλλον των Macintosh της Apple. Ο τρόπος προγραµµατισµού στο LabVIEW είναι διαφορετικός από τις παραδοσιακές γλώσσες προγραµµατισµού και η ιδιοµορφία του είναι το απλό γραφικό περιβάλλον προγραµµατισµού, περιέχει όλα τα απαραίτητα εργαλεία για συλλογή, επεξεργασία, ανάλυση και παρουσίαση µετρήσεων. Με αυτήν την γραφική γλώσσα προγραµµατισµού, µπορείτε να προγραµµατίσετε χρησιµοποιώντας την µέθοδο ενός µπλοκ διαγράµµατος το οποίο µεταγλωτίζετε σε κώδικα µηχανής. Χρησιµοποιώντας το LabVIEW µπορείτε να βρείτε λύσεις σε ένα σωρό προβλήµατα µε ένα µοναδικό τεµαχισµό των επιµέρους εργασιών. Το LabVIEW ενσωµατώνει συλλογή, επεξεργασία, ανάλυση και παρουσίαση µετρήσεων σε ένα σύστηµα. Με το LabVIEW, το πρόγραµµα αντικαθιστά το όργανο. Αυτό το εγχειρίδιο προσδοκεί να σας δώσει τις βασικές γνώσεις για την έκδοση LabVIEW Student Edition στο περιβάλλον των Windows. Εάν δεν έχετε αρκετή εµπειρία στους υπολογιστές χρειάζεστε να διαθέσετε λίγο χρόνο µε το εγχειρίδιο των Windows, εξοικειώνοντας τον εαυτό σας µε το περιβάλλον των Windows και τον υπολογιστής σας. Για παράδειγµα, πρέπει να γνωρίζετε πως να χειρίζεστε τα µενού, το άνοιγµα και το κλείσιµο των αρχείων, την δηµιουργία εφεδρικών αρχείων, και πως να χρησιµοποιείτε το ποντίκι. Επειδή το LabVIEW είναι ένα γενικού σκοπού εργαλείο προγραµµατισµού, µπορεί να χρησιµοποιηθεί ευρέως σε ποίκιλες εφαρµογές και συγκεκριµένους τοµείς επιστήµης και παραγωγής, για παράδειγµα Μηχανολογία Τεχνολογία Φυσική Ιατρική Χηµεία Βιολογία Φυσιολογία Ψυχολογία Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 4

5 Μετά το διάβασµα και την εργασία µε τις ασκήσεις αυτού του εγχειριδίου, θα κατορθώνετε να γράφετε προγράµµατα LabVIEW χρησιµοποιείτε το LabVIEW για την δηµιουργία των δικών σας εργαστηριακών εφαρµογών χρησιµοποιείτε µεθόδους διαδικασίες για την ανεύρεση και διόρθωση λαθών (debugging) χειρίζεστε όχι µόνο βασικές συναρτήσεις του LabVIEW αλλά και Vis (υποπρογράµµατα) από τις βιβλιοθήκες δηµιουργείτε και να σώζετε τα δικά σας Vis µε σκοπό να τα χρησιµοποιείτε σαν υποvis φτιάχνετε εφαρµογές χρησιµοποιώντας ψηφιακά (GPIB) η σειριακά (Serial) όργανα δηµιουργείτε εφαρµογές χρησιµοποιώντας κάρτες συλλογής µετρήσεων (Data Acquisition Boards) Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 5

6 1.Εισαγωγή στο LabVIEW 1.1. Τι είναι το LabVIEW Το LabVIEW, προέρχεται από τις λέξεις Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench, είναι ένα ισχυρό και ευέλικτο σύστηµα προγραµµατισµού, συλλογής, επεξεργασίας, ανάλυσης και παρουσίασης µετρήσεων, χρήσης και ελέγχου επιστηµονικών οργάνων. Αυτό το σύστηµα έχει σχεδιαστεί να λειτουργεί σε πολλές πλατφόρµες υπολογιστών, όπως τα HP-UX. Το LabVIEW Student Edition λειτουργεί µόνο στο περιβάλλον των Macintosh και στο περιβάλλον των Microsoft Windows. Το LabVIEW είναι ένα περιβάλλον ανάπτυξης εφαρµογών, όπως πολλά εµπορικά συστήµατα προγραµµατισµού Basic, Pascal, C κλπ. Ωστόσο, το LabVIEW είναι διαφορετικό από αυτά σε ένα σοβαρό χαρακτηριστικό. Ενώ τα άλλα συστήµατα προγραµµατισµού χρησιµοποιούν γλώσσα σε κείµενο για να δηµιουργήσουν το κώδηκα, το LabVIEW χρησιµοποιεί µια γραφική γλώσσα προγραµµατισµού, για να δηµιουργήσει προγράµµατα σε ένα διάγραµµα ροής το οποίο καλείται µπλόκ διάγραµµα, παραλείποντας συντακτικές λεπτοµέρειες. Το ακόλουθα δύο σχήµατα δείχνουν ένα απλό LabVIEW user interface και τον γραφικό κώδικα πίσω από αυτό Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 6

7 Το LabVIEW χρησιµοποιεί ορολογία, εικονίδια και έννοιες γνωστές σε επιστήµονες και µηχανικούς. Αυτό βασίζεται σε γραφικά σύµβολα κατά προτίµηση, παρά σε πιστή γλώσσα κειµένου που να περιγράφει προγραµµατιζόµενες ενέργειες. Μπορείτε να µαθαίνετε LabVIEW ακόµη και αν έχετε µικρή ή καθόλου προγραµµατιστική εµπειρία, θα βρείτε χρήσιµες βασικές γνώσεις προγραµµατισµού. Αν είστε αρχάριοι στον προγραµµατισµό ή έχετε ξεχάσει µερικα πράγµατα µπορεί να χρειάζεστε µερικές βασικές έννοιες από ένα καλό οδηγό προγραµµατισµού για ξεκίνηµα Τι µπορεί να κάνει το LabVIEW για σας Το LabVIEW έχει εκτεταµένες βιβλιοθήκες από συναρτήσεις και υποπρογράµµατα, αποτέλεσµα, ο προγραµµατισµός να είναι ευκολότερος. Επίσης τι LabVIEW περιλαµβάνει επιπλέον εξειδικευµένες βιβλιοθήκες για συλλογή και επεξεργασία µετρήσεων, GRIP(IEEE-488) και σειριακό (Serial) έλεγχο επιστηµονικών οργάνων, ανάλυση, παρουσίαση και αποθήκευση δεδοµένων. Η βιβλιοθήκη ανάλυσης της έκδοσης Student Edition User s Guide του LabVIEW περιλαµβάνει ένα µεγάλο αριθµό από συναρτήσεις για παραγωγή σήµατος (signal generation) επεξεργασία σήµατος (signal processing) φίλτρα (filters) παράθυρα (windows) στατιστική (statistics) παλινδρόµηση (regression) γραµµική άλγεβρα (linear algebra) και πράξεις αριθµητικών πινάκων (array arithmetic) Το LabVIEW περιέχει καθιερωµένα εργαλεία ανάπτυξης προγραµµατισµού µε τα οποία µπορείτε να καθορίζετε τα σηµεία διακοπής ενός προγράµµατος, την Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 7

8 εκτέλεση ενός προγράµµατος ανά εντολή, και να ξανά αναθέτετε σε λειτουργία το πρόγραµµα, µε αυτόν τον τρόπο µπορείτε να παρακολουθείτε τη ροή των δεδοµένων. Λόγο του γραφικού τρόπου προγραµµατισµού το LabVIEW είναι ένα ιδανικό πακέτο παρουσίασης µετρήσεων. Οι έξοδοι παρουσιάζονται σε κάθε φόρµα που επιθυµείτε. Τα σχεδιαγράµµατα, οι γραφικές παραστάσεις, και η χρήση γραφικών περιλαµβάνουν µόλις ένα µικρό µέρος των εξόδων της εκλογή σας. Αυτό το εγχειρίδιο θα σας δείξει µε ποιόν τρόπο θα παρουσιάζετε τα δεδοµένα σας σε όλες αυτές τις φόρµες. Με τα εργαλεία συλλογής, επεξεργασίας, ανάλυσης και παρουσίασης µετρήσεων, το LabVIEW είναι ένα ολοκληρωµένο σύστηµα ανάπτυξης εφαρµογών. Κάθε δυνατότητα υπολογισµού σε µια καθιερωµένη γλώσσα προγραµµατισµού είναι εφικτή χρησιµοποιώντας το LabVIEW Πως δουλεύει το LabVIEW Τα προγράµµατα LabVIEW ονοµάζονται υπερβατικά όργανα (Virtual Instruments VIs) επειδή η εµφάνιση και η λειτουργία τους χρησιµοποιεί ως πρότυπο πραγµατικά όργανα και για αυτό το λόγο έχουν τη κατάληξη.vi. Επίσης, επειδή µια ολοκληρωµένη εφαρµογή είναι δυνατό να αποτελείται από πολλά αρχεία µε κατάληξη vi όπου το ένα καλεί το άλλο σαν υπό ρουτίνα, και για λόγους ευχρηστίας, όλα αθτά τα επιµέρους αρχεία µπορούν να κλειστούν µέσα σε µια βιβλιοθήκη-αρχείο µε κατάληξη.llb. Ωστόσο, παρασκηνιακά αυτά είναι ανάλογα µε τα κύρια προγράµµατα, τις συναρτήσεις, και τις υπό ρουτίνες από δηµοφιλής γλώσσες προγραµµατισµού σαν τη C ή τη BASIC. Τα Vis έχουν τόσο µια διαλογική διασύνδεση χρήστη (front panel) όσο και ένα ισοδύναµο πηγαίο κώδικα (block diagram), και µπορείτε να περνάτε στοιχεία ανάµεσα σε αυτά. Ένα VI έχει τρια κύρια µέρη: Το front panel είναι η διαλογική διασύνδεση χρήστη από ένα VT, ονοµάζεται έτσι γιατί εξοµοιώνει το πάνελ ενός φυσικού οργάνου. Το front panel µπορεί να περιέχει κουµπιά ρύθµισης, κουµπιά επαφής, γραφικές παραστάσεις και πολλά άλλα όργανα, τα οποία αποτελούν τις εισόδους του χρήστη, και δείκτες, οι οποίοι είναι οι έξοδοι του προγράµµατος. Εσείς εισάγετε τα στοιχεία χρησιµοποιώντας το ποντίκι και το πληκτρολόγιο, και στη συνέχεια βλέπετε τα αποτελέσµατα του προγράµµατος να παρουσιάζονται στην οθόνη. Ένα παράδειγµα ενός front panel παρουσιάζεται στην ακόλουθη εικόνα. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 8

9 Το block diagram, βρίσκεται κάτω από το front panel, είναι ο πηγαίος κώδικας ενός VT, κατασκευάστηκε στη γραφική γλώσσα LabVIEW. Το block diagram, αν και φαίνεται εικονογραφηµένο, είναι το πραγµατικό εκτελέσιµο πρόγραµµα. Τα συστατικά ενός block diagram, εικονίδια (οµοιώµατα-είσοδοι του front panel), παριστάνουν χαµηλότερου επιπέδου Vis, βασικές συναρτήσεις, και δοµές ελέγχου προγράµµατος. Εσείς σύροντας νήµα µε το ποντίκι συνδέετε τα εικονίδια µαζί υποδεικνύοντας τη ροή των δεδοµένων στο block diagram. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 9

10 Το εικονίδιο(icon) και οι επαφές σύνδεσης(connector), σε ένα VI, επιτρέπουν σε άλλα Vis να περνούν στοιχεία σε αυτό. Το εικονίδιο αντιπροσωπεύει ένα VI σε ένα block diagram κατασκευασµένο από άλλο VT. Οι επαφές σύνδεσης καθορίζουν τις εισόδους σε ένα VT. Τα Vis είναι ιεραρχικά και τµηµατικά σχεδιασµένα. Μπορείτε να τα χρησιµοποιείτε ως κύρια προγράµµατα, ως υποπρογράµµατα µέσα σε άλλα προγράµµατα, ή στο ίδιο επίπεδο µε άλλα υποπρογράµµατα. Ένα VT που χρησιµοποιείται µέσα σε άλλο VT, καλείται υποvt. Με αυτά τα χαρακτηριστικά, το LabVIEW προωθεί την έννοια του τµηµατικού προγραµµατισµού. Αρχικά, διαιρείται την εφαρµογή από µια σειρά από απλές υπό εργασίες. Ακολούθως, αναπτύσσετε ένα VT να πραγµατοποιεί την κάθε υπό εργασία και στη συνέχεια συνενώνετε αυτά τα Vis σε ένα υψηλού-επιπέδου µπλοκ διάγραµµα ώστε να ολοκληρώσετε τη κύρια εργασία. Ο τµηµατικός προγραµµατισµός έχει ένα βασικό πλεονέκτηµα επειδή µπορείτε να εκτελείτε κάθε υπό VT αυτόνοµα, κάνοντας εύκολη την διαδικασία για την ανεύρεση και διόρθωση λαθών (debugging). Επιπλέον, πολλά χαµηλού επιπέδου υπό Vis συχνά πραγµατοποιούν κοινές εργασίες σε διάφορα προγράµµατα και µπορείτε να τα χρησιµοποιήσετε αυτόνοµα από διαφορετικές εφαρµογές Γρήγορο ξεκίνηµα µε το LabVIEW Πρώτα απ όλα ξεκινήστε τα Windows και στη συνέχεια τρέξτε το LabVIEW από το αντίστοιχο εικονίδιο. Μόλις το LabVIEW εµφανιστεί στην οθόνη του Η/Υ θα εµφανιστούν δύο παράθυρα το ένα πίσω από το άλλο. Το εµπρός-γκρι παράθυρο είναι το front panel της εφαρµογής ενώ το πίσω-λευκό είναι το παράθυρο του κώδικα, το block diagram. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 10

11 Σε µια πρώτη επαφή µε ένα από τα έτοιµα παραδείγµατα του LabVIEW ακολουθήστε τις παρακάτω οδηγίες: 1. Επιλέξτε Open από το File µενού 2. Στην συνέχεια µε διπλό πάτηµα του αριστερού πλήκτρου του ποντικού, ανοίξτε το φάκελο EXAMPLES. Μετά ανοίξτε το φάκελο APPS και τη βιβλιοθήκη-αρχείο TEMPSYS.LLB. Τέλος ανοίξτε το Temperature System Demo.vi. σε λίγο εµφανίζετε στην οθόνη το παράθυρο που ακολουθεί παρακάτω 3. Τρέξτε το VI µε click στο Run button Το Temperature System Demo.vi εξοµοιώνει µια εφαπµογή επιτήρησης θερµοκρασίας. Οι εικονικές τιµές θερµοκρασίας που διαβάζονται, απεικονίζονται στο θερµόµετρο και στο διάγραµµα. Κατανοώντας βαθύτερα το LabVIEW θα δείτε πως πολύ εύκολα µπορείτε να µετατρέψετε το πρόγραµµα έτσι ώστε να διαβάζει πραγµατικές µετρήσεις. Με τα ρυθµιστικά που υπάρχουν στο front panel, µπορείτε να καθορίσετε τη περίοδο δειγµατοληψίας, τα άνω και κάτω όρια των µετρήσεων και να παρατηρήσετε τι συµβαίνει όταν η θερµοκρασία ξεφεύγει απ αυτά. Επίσης, µπορείτε να ενεργοποιήσετε και να απενεργοποιείτε τη συλλογή των µετρήσεων και την στατιστική ανάλυση τους. Το τµήµα της στατιστικής ανάλυσης περιλαµβάνει τον υπολογισµό του µέσου όρου και της απόκλισης των τιµών της θερµοκρασίας, καθώς και ιστόγραµµα αυτών. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 11

12 4. Μπορείτε να σταµατήσετε την λειτουργία του προγράµµατος πατώντας το Stop Button Επίσης, έχετε την δυνατότητα να εξετάσετε τον γραφικό κώδικα του προγράµµατος (χωρίς να κάνετε αλλαγές και χωρίς να σώσετε τις τυχών αλλαγές) επιλέγοντας Show Diagram από το Window µενού ή πετώντας Ctrl-F. Κατά την διάρκεια της ξενάγησης σας στον κώδικα µπορείτε να έχετε βοήθεια πατώντας Ctrl-H. Μετακινώντας τον κέρσορα µε το ποντίκι πάνω από κάθε αντικείµενο του κώδικα, το παράθυρο της βοήθειας θα σας δίνει πληροφορίες γι αυτό. Η βοήθεια απενεργοποιείται πατώντας πάλι Ctrl-H.. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 12

13 2. Το LabVIEW στην συλλογή µετρήσεων, µεταφορά, και ανάλυση δεδοµένων Αυτό το κεφάλαιο σας εξηγεί µε ποιόν τρόπο να επικοινωνείτε µε το εξωτερικό κόσµο χρησιµοποιώντας το LabVIEW. Το LabVIEW µπορεί να ελέγχει κάρτες συλλογής και επεξεργασίας µετρήσεων για απόκτηση η δηµιουργία αναλογικών και ψηφιακών σηµάτων. Για παράδειγµα, µπορείτε να χρησιµοποιήσετε κάρτες συλλογής µετρήσεων και το LabVIEW για να παρακολουθήσετε την θερµοκρασία ενός συστήµατος, να στείλετε TLL σήµατα σε ένα εξωτερικό σύστηµα, ή να προσδιορίσετε την συχνότητα ενός αγνώστου σήµατος. Επίσης, το LabVIEW προωθεί µεταφορά δεδοµένων πάνω από το General Purpose Interface Bus (GPIB) και µέσο του Serial Port. Το GPIB Bus χρησιµοποιείται συχνά να επικοινωνεί µε παλµογράφους (oscilloscopes), συσκευές σάρωσης (scanners), καταγραφικά φωτογραφικού φιλµ (film recorders), και οδηγούς οργάνων από απόµακρες θέσεις. Απαξ και αποκτήσατε ή λαµβάνατε τα δεδοµένα σας µπορείτε να χρησιµοποιήσετε πολλά Vis ανάλυσης του LabVIEW για να τα επεξεργαστείτε. Αυτό το κεφάλαιο σας δίνει µια πολύ σύντοµη άποψη, θα µάθετε περισσότερα σχετικά µε συλλογή και επεξεργασία µετρήσεων (DAQ), έλεγχο επιστηµονικών οργάνων (GRIP), σειριακή επικοινωνία (Serial Communication) και ανάλυση στα παραδείγµατα των ασκήσεων Τι σηµαίνει Data Acquisition To data acquisition είναι απλά η διαδικασία απόκτησης ενός σήµατος πραγµατικού κόσµου, όπως µια τάση, σε έναν υπολογιστή για επεξεργασία, ανάλυση, αποθήκευση, και άλλους χειρισµούς δεδοµένων. Στην παρακάτω εικόνα παρουσιάζονται τα συστατικά ενός DAQ συστήµατος. Φυσικά φαινόµενα παριστάνουν πραγµατικού κόσµου σήµατα, εσείς επιχειρείτε να µετρήσετε, όπως ταχύτητα, θερµοκρασία, υγρασία, πίεση, ροή, ph, start-stop και τα λοιπά. Οι µετατροπείς (transducers) αισθάνονται τα φυσικά φαινόµενα και παράγουν ηλεκτρικά σήµατα. Για παράδειγµα το θερµοζεύγος (thermocouples), ένας τύπος µετατροπέα, µετατρέπει θερµοκρασία σε τάση και στη συνέχεια ένας A/D (από αναλογική µορφή σε ψηφιακή) µετατροπέας επιτρέπεται να µετρήσει. Άλλα παραδείγµατα από µετατροπείς περιλαµβάνουν µετρητές δύναµης (strain gauges), µετρητές ροής (flowmeters), και µετατροπείς πίεσης (pressure transducers), οι οποίοι µετρούν δύναµη, αναλογία ροής, και πίεση, αντίστοιχα. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 13

14 Σε κάθε περίπτωση, τα ηλεκτρικά σήµατα δηµιουργούνται από τους µετατροπείς, µε αποτέλεσµα το φυσικό φαινόµενο να συνδέεται απευθείας µε καταγραφικά. Το LabVIEW ελέγχοντας κάρτες συλλογής µετρήσεων µπορεί να διαβάσει αναλογικά σήµατα εισόδου (µετατροπή από αναλογική µορφή σε ψηφιακή), να δηµιουργήσει αναλογικά σήµατα εξόδου (µετατροπή από ψηφιακή µορφή σε αναλογική), να διαβάζει και να δηµιουργήσει ψηφιακά σήµατα, και να χειριστεί µετρητές για µέτρηση συχνότητας, δηµιουργία παλµών, κ.α. Οι µετρήσεις, ή τα δεδοµένα της τάσης πηγαίνουν µέσο των καρτών συλλογής µετρήσεων στον υπολογιστή, στέλνοντας στην µνήµη του για αποθήκευση, επεξεργασία, ή άλλους χειρισµούς. Οι µονάδες ρύθµισης σήµατος (signal conditioning modules) ρυθµίζουν τα ηλεκτρικά σήµατα που παράγονται από τους µετατροπείς ώστε να µπορούν οι κάρτες συλλογής µετρήσεων να τα αποδέχονται. Για παράδειγµα, θέλετε να αποµονώσετε µια είσοδο υψηλής τάσης για να µη καταστραφεί τόσο η κάρτα όσο και ο υπολογιστής. Οι µονάδες ρύθµισης σήµατος, όπως ενίσχυση, γραµµικοποίηση, φιλτράρισµα, αποµόνωση και τα λοιπά. Όλες οι εφαρµογές δεν θα χρειάζονται ρύθµιση σήµατος, αλλά θα πρέπει να δώσετε την κατάλληλη προσοχή στις προδιαγραφές των σηµάτων σας για να είστε εξασφαλισµένοι ώστε να µην δηµιουργηθεί κανένα πρόβληµα και να διαβάζετε σωστά τα σήµατά σας. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 14

15 2.2. Tι είναι το GPIB Τµήµα Αυτοµατισµού, ΣΤΕΦ, ΤΕΙ Πειραιά Η Hewlett Packard ανέπτυξε το General Purpose Interface Bus, ή GPIB στα τέλη της δεκαετίας του 60, µε στόχο να προωθήσει την επικοινωνία µεταξύ υπολογιστών και οργάνων. Ένα µέσο επικοινωνίας (bus) είναι απλά η επικοινωνία µε την οποία οι υπολογιστές και τα όργανα µεταφέρουν δεδοµένα, το GPIB παρέχει ένα πρωτόκολλο για να καθοδηγεί αυτήν την επικοινωνία. Το IEEE (Institude of Electrical and Electronic Engineers) τυποποίησε το GPIB στα 1975, και το GPIB αναγνωρίστηκε ως το IEEE 488 πρότυπο. Ο σκοπός του GPIB προτύπου ήταν να παρέχει έλεγχο σε δοκιµές και µετρήσεις οργάνων µέσο υπολογιστή. Ωστόσο, αυτό έχει χρησιµοποιηθεί πέρα από αυτές τις εφαρµογές σε άλλες αρµοδιότητες, τέτοιες, όπως επικοινωνία υπολογιστή µε υπολογιστή, έλεγχο συσκευών σάρωσης (scanners) και καταγραφικών φωτογραφικού φιλµ (film recorders) λόγω του µεγίστου ρυθµού µεταφοράς δεδοµένων 1MB/sec. Μπορείτε να έχετε αρκετά όργανα και υπολογιστές συνδεδεµένα µε το ίδιο GPIB bus. Η ακόλουθη εικόνα εµφανίζει ένα τυπικό GPIB σύστηµα. Το GPIB είναι ένα ψηφιακό, 24-αγωγών παράλληλο bus. Αποτελείται από 8 γραµµές δεδοµένων, πέντε γραµµές διαχείρισης του bus (ATN, EOI, IFC, REN και SRQ), τρεις γραµµές προετοιµασίας σύνδεσης (handshake lines) και οκτώ γραµµές γείωσης. Οι συσκευές GPIB µπορούν να λειτουργήσουν ως οµιλητές, δέκτες και ή ελεγκτές. Για παράδειγµα, ένα ψηφιακό βολτόµετρο µπορεί να είναι οµιλητής ή δέκτης. Ο ελεγκτής διαχειρίζεται τη ροή των πληροφοριών στο GPIB στέλνοντας εντολές σε όλες τις συσκευές. Τα GPIB Vis του LabVIEW διαχειρίζονται αυτόµατα την διεύθυνση και άλλες λειτουργίες διαχείρισης του bus χρησιµοποιώντας χαµηλού επιπέδου προγραµµατισµό. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 15

16 2.3. Επικοινωνία οργάνων χρησιµοποιώντας την σειριακή θύρα Η σειριακή επικοινωνία είναι άλλος ένας δηµοφιλής τρόπος µετάδοσης δεδοµένων µεταξύ δύο υπολογιστών, ή µιας περιφερειακής µονάδας όπως ένα προγραµµατιζόµενο όργανο. Αυτή η επικοινωνία χρησιµοποιεί την ενσωµατωµένη σειριακή θύρα στον υπολογιστή σας. Η σειριακή επικοινωνία χρησιµοποιεί έναν ποµπό να στέλνει δεδοµένα σε ένα δέκτη, πάνω από µια µοναδική γραµµή επικοινωνίας. Μπορείτε να χρησιµοποιήσετε αυτήν τη µέθοδο όταν ο ρυθµός µεταφοράς των δεδοµένων είναι αργός, ή όταν πρέπει να µεταφέρετε δεδοµένα από µακρινές αποστάσεις. Η µέθοδος αυτή είναι αργή και λιγότερο αξιόπιστη από το GPIB, αλλά δεν χρειάζεστε κάρτα στον υπολογιστή σας για να κάνετε την επικοινωνία και το όργανο δεν χρειάζεται να είναι τύπου GPIB. Η παρακάτω εικόνα δείχνει ένα τυπικό σύστηµα σειριακής επικοινωνίας. Η σειριακή επικοινωνία είναι εύχρηστη γιατί οι περισσότεροι υπολογιστές έχουν µια ή δύο σειριακές θύρες, έτσι έχετε την δυνατότητα να στέλνετε και να λαµβάνετε δεδοµένα χωρίς να αγοράσετε καθόλου ειδικό εξοπλισµό. Αρκετά όργανα τύπου GPIB επίσης έχουν ενσωµατωµένες σειριακές θύρες. Ωστόσο, αντίθετα προς το GPIB, η σειριακή θύρα επικοινωνεί µόνο µε µια συσκευή, η οποία περιορίζεται για ορισµένες εφαρµογές. Η επικοινωνία σειριακής θύρας είναι επιπλέον λειτουργικά αργή. Η σειριακή βιβλιοθήκη του LabVIEW (Serial Library) περιλαµβάνει υπό προγράµµατα Vis, που χρησιµοποιούνται για χειρισµούς σειριακής θύρας. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 16

17 2.4. Γιατί Χρειαζόµαστε την Ανάλυση σε Εφαρµογές Πραγµατικού Κόσµου Άπαξ και πήρατε τις µετρήσεις σας στον υπολογιστή σας, µπορεί να χρειάζεστε να τις επεξεργαστείτε µε κάποιον τρόπο. Σύγχρονοι, υψηλής ταχύτητας κινητής υποδιαστολής αριθµητικοί και ψηφιακοί επεξεργαστές σήµατος έχουν γίνει όλο και περισσότερο πολύτιµοι σε συστήµατα πραγµατικού χρόνου και ανάλυσης. Μερικές από τις πολλές απίθανες εφαρµογές συµπεριλαµβάνουν επεξεργασία δεδοµένων βιοιατρικής, σύνθεση και αναγνώριση οµιλίας, και ψηφιακή επεξεργασία ακουστικής και εικόνας. Η σηµασία των ολοκληρωµένων βιβλιοθηκών ανάλυσης σε σταθµούς µηχανολογίας είναι ότι τα ακατέργαστα δε δοµένα που συλλέγονται από την κάρτα σας, κάρτα Συλλογής µετρήσεων, ή το GPIB όργανο, δεν εκφράζουν συνήθως άµεσα χρήσιµες πληροφορίες, όπως παρουσιάζετε παρακάτω. Συχνά πρέπει να µετατρέψετε το σήµα, να αφαιρέσετε διαταραχές θορύβου, να διορθώσετε παραποιηµένα δεδοµένα που προκαλούνται από ανακριβή εξοπλισµό, ή να εξουδετερώσετε προκαλούµενα από το περιβάλλον φαινόµενα τέτοια όπως η θερµοκρασία και η υγρασία. Με την ανάλυση και την επεξεργασία των ψηφιακών δεδοµένων µπορείτε να αφαιρέσετε τη χρήσιµη πληροφορία από το θόρυβο και να την παρουσιάσετε σε µια περισσότερο κατανοητή µορφή από τα ακατέργαστα δεδοµένα. Τα επεξεργασµένα δεδοµένα φαίνονται περισσότερο όµοια µε αυτά στην παρακάτω εικόνα. Η µέθοδος προγραµµατισµού block diagram του LabVIEW και η εκτεταµένη σειρά από Vis ανάλυσης απλοποιούν την ανάπτυξη τέτοιων εφαρµογών. Το ακόλουθο παράδειγµα ενός block diagram ανάλυσης δείχνει µια γενική ιδέα προγραµµατισµού στο LabVIEW. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 17

18 Επειδή τα αυτόνοµα Vis ανάλυσης του LabVIEW σας δίνουν δηµοφιλής τεχνικές ανάλυσης µετρήσεων, µπορείτε να τα συνδέσετε µαζί, όπως παρουσιάστηκαν παραπάνω, για να αναλύσετε δεδοµένα. Τα Vis ανάλυσης του LabVIEW επεξεργάζονται µπλοκ δεδοµένων σε ψηφιακή µορφή. Αυτά περιλαµβάνουν τις παρακάτω σπουδαιότερες οµάδες επεξεργασίας: Γεννήτρια προτύπων (Pattern generation) Ψηφιακή επεξεργασία σήµατος (Digital signal processing) Ψηφιακό φιλτράρισα (Digital filtering) Παράθυρα εξοµάλυνσης (Smoothing windows) Στατιστική ανάλυση (Statistical analysis) Προσαρµογή καµπύλης (Curve ) Γραµµική άλγεβρα (Linear algebra) Αριθµητική ανάλυση (Numerical analysis) Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 18

19 3. Το περιβάλλον του LabVIEW 3.1. Τα Front Panels Το front panel είναι ένα παράθυρο, στο οποίο ο χρήστης αλληλεπιδρά µε το πρόγραµµα. Όταν τρέχετε ένα VI, πρέπει να έχετε το front panel ανοιχτό ώστε να µπορείτε να εισάγετε στοιχεία στο εκτελέσιµο πρόγραµµα. Επίσης θα βρίσκετε το front panel απαραίτητα αν θέλετε να δείτε τις εξόδους, αποτελέσµατα, του προγράµµατός σας. Η επόµενη εικόνα δείχνει ένα παράδειγµα από ένα front panel του LabVIEW. Το front panel είναι ένας συνδυασµός από controls και indicators. Τα controls αναπαριστάνουν τυπικές µονάδες εισόδου που µπορεί να βρίσκονται σε ένα συµβατικό όργανο, όπως κουµπιά ρύθµισης και διακόπτες. Τα controls παρέχουν δεδοµένα στο block diagram του VI. Τα indicators αναπαριστούν µονάδες απεικόνισης, εµφανίζουν τα δεδοµένα του προγράµµατος από τη συλλογή ή την παραγωγή σηµάτων. Controls = Είσοδοι Indicators = Έξοδοι Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 19

20 3.2. Τα Block Diagrams Τµήµα Αυτοµατισµού, ΣΤΕΦ, ΤΕΙ Πειραιά Το παράθυρο του block diagram περιέχει το πηγαίο γραφικό κώδικα ενός VI του LabVIEW. Το block diagram του LabVIEW ισοδυναµεί µε γραµµές κειµένου όπως συµβαίνει σε µια δηµοφιλής γλώσσα C ή BASIC, είναι ένας πραγµατικός εκτελέσιµος κώδικας. ηµιουργείτε το block diagram συνδέοντας µε νήµα µαζί αντικείµενα, κάνοντας συγκεκριµένες ενέργειες. Αυτή η εικονογραφηµένη παράσταση προγράµµατος παρακάτω, εν µέρει είναι όµοια µε σχεδιάγραµµα ροής, είναι το πρόγραµµα LabVIEW. Το ακόλουθο απλό VI υπολογίζει το άθροισµα σε δύο διαφορετικούς αριθµούς Τα Terminals Όταν τοποθετείτε ένα control ή ένα indicator στο front panel, το LabVIEW αυτόµατα δηµιουργεί ένα ισοδύναµο αντικείµενο, στο block diagram. εν µπορείτε να διαγράψετε ένα αντικείµενο στο block diagram, γιατί ανήκει σε ένα control ή σε ένα indicator, όµως µπορείτε να κάνετε αλλαγές στο µενού περιεχοµένων του αντικειµένου. Το αντικείµενο εξαφανίζεται µόνο όταν διαγράψετε το control ή το indicator από το front panel. Σηµείωση Τα control terminals έχουν παχύ πλαίσιο, ενώ το πλαίσιο του indicator είναι λεπτό. Είναι πολύ σηµαντικό να ξεχωρίζετε τη διαφορά µεταξύ των δύο αφού δεν είναι λειτουργικά ισοδύναµα (Control Είσοδος, Indicator = Έξοδος) Πρέπει πάντα να θυµάστε ότι τα αντικείµενα είναι τα σηµεία εισόδου-εξόδου στο πρόγραµµα. Για παράδειγµα, στο παραπάνω πρόγραµµα που υπολογίζει το άθροισµα δύο αριθµών, τα δεδοµένα που µπαίνουν σε Numeric Control απέρχονται από το front panel και µπαίνουν στο block diagram, µε τη βοήθεια των Numeric Control αντικειµένων, µέσα στο διάγραµµα. Τα δεδοµένα ακολουθούν το νήµα και µπαίνουν στην Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 20

21 συνάρτηση της πρόσθεσης δύο αριθµών (Add). Όταν η συνάρτηση Add ολοκληρώσει εσωτερικά τον υπολογισµό, βγάζει το νέο δεδοµένο (αποτέλεσµα της πρόσθεσης) στο αντικείµενο εξόδου. Το νέο δεδοµένο κυλά στο Numeric Indicator και επιστρέφει στο front panel, εκεί όπου εµφανίζετε Τα Nodes Ένα node (κόµβος) είναι ένα εκτελέσιµο πρόγραµµα. Τα nodes είναι ανάλογα της ανάλυσης, των χειρισµών, των λειτουργιών και των υποπρογραµµάτων, όπως στις γλώσσες προγραµµατισµού. Οι συναρτήσεις πρόσθεσης (Add) και αφαίρεσης (Subtract) αντιπροσωπεύουν ίδιου τύπου node. Μια δοµή (structure) είναι άλλου τύπου node. Οι δοµές µπορούν να εκτελέσουν κώδικα επανειληµµένα ή εξαρτώµενα, όµοια µε τους βρόχους (loops) και τις εντολές case σε καθιερωµένες γλώσσες προγραµµατισµού. Το LabVIEW επιπλέον έχει ειδικά nodes, ονοµάζονται Formula Nodes, τα οποία είναι χρήσιµα για υπολογισµούς αλγεβρικών παραστάσεων. Σε αυτά τα nodes χρησιµοποιούµε και κείµενο για την ανάπτυξη της αλγεβρικής παράστασης Τα Wires Τα wires, νήµατα, είναι δίοδοι δεδοµένων µεταξύ των πηγών εισόδου και των σηµείων εξόδου, controls και indicators. εν µπορείτε να συνδέσετε ένα control σε άλλο control, ή ένα indicator σε άλλο indicator, αλλά µπορείτε να συνδέσετε ένα control σε πολλά indicators. Σηµείωση Αυτός ο κανόνας εξηγεί γιατί τα controls και τα indicators δεν είναι ανταλλάξιµα. Τα controls είναι πηγές δεδοµένων ενώ τα indicators είναι νεροχύτες. Κάθε νήµα έχει διαφορετικό στυλ και χρώµα, εξαρτάται από τον τύπο των δεδοµένων που ρέουν µέσο του νήµατος. Το block diagram παραπάνω δείχνει το στυλ νήµατος για µια αριθµητική τιµή, µια λεπτή, πλήρης γραµµή. Το επόµενο διάγραµµα δείχνει λίγα νήµατα και τους αντίστοιχους τύπους. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 21

22 Για να αποφύγετε σύγχυση µε τους τύπους των δεδοµένων, απλά προσέξτε τα χρώµατα και το στυλ Τα Pull-Down Menus To LabVIEW έχει δυο είδη µενού, τα pull-down menus, και τα δυο είδη θα τα χρησιµοποιείτε ευρέως κατά την ανάπτυξη ενός προγράµµατος. Στην κορυφή του παραθύρου ενός VI υπάρχει η menu bar, η οποία περιέχει αρκετά pull-down µενού. Όταν κάνετε click σε ένα τίτλο-µενού εµφανίζεται κάτω από τη menu bar. Τα pull-down µενού περιέχουν κοινές λειτουργίες, οι οποίες χρησιµοποιούνται στις περισσότερες εφαρµογές, όπως Open, Save, και Copy, και πολλές άλλες λεπτοµέρειες. Μπορείτε να ενεργοποιήσετε ένα puλl-down µενού µε δυο τρόπους: κάνοντας click µε το ποντίκι στο τίτλο-µενού ή χρησιµοποιώντας το πλήκτρο Alt Αρχικό υπογραµµισµένο γράµµα του τίτλου- µενού Το File Menu o Pull down File menu περιέχει εντολές για όλες τις εφαρµογές, όπως Save και Print. Μπορείτε να δηµιουργήσετε νέα Vis, ή να ανοίξετε ένα ήδη υπάρχον VI από το File menu. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 22

23 To Edit Menu Τµήµα Αυτοµατισµού, ΣΤΕΦ, ΤΕΙ Πειραιά Ρίξτε µια µατιά στο Edit menu. Σε αυτό περιέχονται µερικές γενικές εντολές, σαν τη Cut, τη Copy, και τη Paste, µε τις οποίες εργάζεστε στο παράθυρο ενός VI. Επίσης, µπορείτε να αφαιρείτε τα ακατάλληλα νήµατα, που δηµιουργήθηκαν από λάθος σύνδεση µε διάφορα αντικείµενα στο block diagram. To Operate Menu Μπορείτε να τρέξετε ή να σταµατήσετε το πρόγραµµα σας από το Operate Menu. Επίσης, µπορείτε να αλλάξετε τις αρχικές τιµές των terminals ενός Vi, ή να µεταπηδήσετε µεταξύ των δυο mode (µορφή) του LabVIEW, το Run mode ή το Edit mode. To Controls Menu Επιβεβαιώστε ότι είναι ενεργό το front panel, κάνετε click στο Controls menu, το οποίο περιέχει controls και indicators. Σύρετε το ποντίκι στις επιλογές του µενού µέχρι να εµφανιστούν οι λίστες των controls και indicators σε κάθε επιλογή. Από αυτό το µενού επιλέγετε τα controls και τα indicators που θέλετε να παρουσιάσετε στο front panel. Σηµείωση Το controls menu παρουσιάζεται µόνο στο Front Panel, και όχι στο Block Diagram. Επίσης, το Controls menu εµφανίζεται σε κενή περιοχή στο Front Panel κάνοντας click µε το δεξί πλήκτρο του ποντικού. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 23

24 Το Function Menu Τµήµα Αυτοµατισµού, ΣΤΕΦ, ΤΕΙ Πειραιά Ενεργοποιείστε το block diagram και παρατηρήστε το Function menu, σας παρέχει τις συναρτήσεις που θέλετε να χρησιµοποιήσετε στο VI σας. Σηµείωση Μπορείτε να βρείτε το Function menu µόνο στο παράθυρο του Block Diagram. Επίσης, το Function menu εµφανίζεται σε κενή περιοχή στο Block Diagram κάνοντας click µε το δεξί πλήκτρο του ποντικιού. Το Windows Menu Ενεργοποιώντας το Windows menu, µπορείτε να µεταφέρεστε από το panel στο diagram παράθυρο και το αντίστροφο, να εµφανίζετε την λίστα λαθών στο clipboard. Με την επιλογή Tile σας δίνετε η δυνατότητα συγχρόνως να βλέπετε και τα δυο παράθυρα στην οθόνη σας. Επίσης, το Windows menu σας δείχνει όλα τα υπό Vis που καλούνται από το κυρίως VI. Το Text Menu Χρησιµοποιώντας τις επιλογές του Text menu µπορείτε σε ένα text να αλλάζετε τη γραµµατοσειρά, το µέγεθος, το στυλ, τη στοίχιση και το χρώµα. To Help Menu Το Help window σας δείχνει πληροφορίες για κάθε αντικείµενο που βρίσκετε στον κώδικα. Μετακινώντας τον κέρσορα µε το ποντίκι πάνω από κάθε αντικείµενο του κώδικα, το παράθυρο της βοήθειας δίνει πληροφορίες γι αυτό Τα Pop-Up Menus Το άλλο είδος µενού που έχει το LabVIEW είναι το pop-up menu. Συνήθως θα χρησιµοποιείτε τα pop-up menu περισσότερο από κάθε άλλα µενού του LabView. Για να εµφανίσετε ένα pup-up menu, τοποθετήστε το κέρσορα µε το ποντίκι στο αντικείµενο που θέλετε, και κάνετε click µε το δεξί κουµπί του ποντικιού. Το αντικείµενο αυτό µπορεί να βρίσκετε είτε στο front panel είτε στο block diagram. Κάθε αντικείµενο του LabVIEW, καθώς επίσης και ένας κενός χώρος στο front panel και στο block diagram, έχει ένα pop-up menu. Οι επιλογές που είναι διαθέσιµες σε ένα pop-up menu εξαρτιόνται από το είδος του αντικειµένου. Για παράδειγµα, ένα numeric control έχει εντελώς διαφορετικό pop-up menu από ένα graph indicator. Τα είδη µενού που επεκτείνονται σε υπό Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 24

25 µενού αποκαλούνται ιεραρχικά µενού και διακρίνονται από µια δεξιά αιχµή βέλους, όπως παρουσιάζετε στην ακόλουθη εικόνα. Τα pop-up menus σας επιτρέπουν να καθορίσετε τα χαρακτηριστικά από ένα αντικείµενο. Οι επιλογές που έχει ένα αντικείµενο εµφανίζουν πολυάριθµα pop-up µενού και εσείς µέσο αυτών κάνετε τις αλλαγές που είναι απαραίτητες για την λειτουργία του αντικειµένου σε σχέση πάντοτε µε το πρόγραµµα. Η επόµενη εικόνα δείχνει ένα παράδειγµα σε ένα pop-up menu ενός digital control. µια σηµαντική επιλογή σε ένα αντικείµενο είναι η αλλαγή από control σε indicator και το αντίστροφο (Change to Indicator/Control). Για παράδειγµα, έχετε επιλέξει ένα digital control στο front panel. Για να αλλάξετε το αντικείµενο αυτό σε indicator κάνετε click µε το δεξί κουµπί του ποντικιού και επιλέγετε την επιλογή Change to Indicator. Οµοίως γίνετε και η αλλαγή από indicator se control. Άλλη επιλογή που είναι χρήσιµη κατά την δηµιουργία του γραφικού κώδικα, είναι η Show Terminals ή Show Icon. Αυτήν µπορείτε να την χρησιµοποιείτε µόνο στις συναρτήσεις στο block diagram. Έτσι, έχετε την δυνατότητα να βλέπετε τις επαφές σύνδεσης, εισόδου-εξόδου, σε ένα αντικείµενο. Στην παρακάτω εικόνα παρουσιάζονται οι επαφές σύνδεσης στην συνάρτηση Add (πρόσθεση δυο αριθµών) και το παράθυρο βοηθείας για το συγκεκριµένο αντικείµενο. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 25

26 Με την επιλογή Data Operations µπορείτε να κάνετε διάφορες ενέργειες όσο αφορά τα δεδοµένα του αντικειµένου, όπως Cut Data, Copy Data και Paste Data. Να ορίσετε αρχικές τιµές σε ένα αντικείµενο µε την επιλογή Make Current Value Default ή να επαναφέρετε τις αρχικές τιµές στο αντικείµενο µε την επολογή Reinitialize to Default Επίσης, µε την επιλογή Description έχετε την δυνατότητα να περιγράψετε µε κείµενο τον ρόλο, την λειτουργία ή άλλες πληροφορίες για το συγκεκριµένο αντικείµενο 3.5. To Edit Mode και το Run Mode Ένα VI βρίσκεται σε µορφή edit mode, όταν αυτό δηµιουργείται η διορθώνεται, ή σε µορφή run mode, όταν εκτελείται. εν µπορείτε να διορθώσετε ένα VI όταν βρίσκεται σε run mode. Έχετε την δυνατότητα να µεταπηδήσετε στο edit mode από το run mode µε τρεις Τρόπους: κάνοντας click στο Mode button επιλέγοντας απλά Change to Edit Mode από το Operate Menu ή ακόµα πιο εύκολα, χρησιµοποιώντας από το πληκτρολόγιο την συντόµευση Ctrl-Μ. Panel Palette Τα παράθυρα Panel και Diagram περιέχουν µια παλέτα από κουµπιά εντολών και τις ενδείξεις κατάστασης που χρησιµοποιούνται για τον έλεγχο ενός VI. Μία από τις δυο παλέτες είναι σε ισχύ εξαρτώµενη µε το εάν δουλεύετε σε edit η run mode. H εποµένη παλέτα εµφανίζετε στην κορυφή ενός παραθύρου όταν το VI είναι σε run mode Run Mode Palette To Run button Κάνετε click σε αυτό για να τρέξετε το VI. Ενώ το VI βρίσκετε σε κατάσταση εκτέλεσης, "τρέχει", το κουµπί αλλάζει µορφή σε αν το VI είναι ένα υψηλού-επιπέδου VI. Ενώ το VI εκτελείτε, το κουµπί Stop παρουσιάζετε. Κάνετε click σε αυτό το κουµπί αν χρειάζεται να διακόψετε το VI αµέσως από την λειτουργία εκτέλεσης. To Broken Run button. Αυτό το κοµµατιασµένο κουµπί αντικαθιστά το κουµπί Run και δείχνει oτι το VI δεν µπορεί να µεταγλωττίσει το πρόγραµµα υψηλού επίπεδου σε γλωσσά µηχανής λόγω λαθών. Για να βρείτε το γιατί, κάνετε click σε αυτό το κουµπί και ένα pop-up παράθυρο θα σας εµφανίσει όλα τα λάθη. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 26

27 To Mode button. Αυτό το κουµπί αλλάζει τη λειτουργία του LabVTEW µεταξύ run mode και edit mode. To κουµπί εµφανίζετε ως αν το πρόγραµµα είναι σε run mode. αν το πρόγραµµα είναι σε edit mode To Continuous Run button. Κάνετε click σε αυτό για να εκτελέσετε το VI επαναληπτικά. Όσο το VI είναι σε κατάσταση Continuous Run το κουµπί αλλάζει σε. Κάνετε click σε αυτό το κουµπί για να απενεργοποιήσετε την επαναληπτική εκτέλεση. Το Breakpoint button. Κάνετε click σε αυτό για να θέτετε σηµεία διακοπής στο VΙ. Το κουµπί αλλάζει µορφή σε όταν έχετε θέσει σηµείο διακοπής. Τo Step Mode button. Κάνετε click σε αυτό για να ενεργοποιήσετε την εκτέλεση του προγράµµατος σε single-step µορφή. Όταν το πρόγραµµα βρίσκετε σε single-step µορφή, το κουµπί αλλάζει σε, και το κουµπί Step εµφανίζετε πλάι σε αυτό. Κάνετε click στο κουµπί Seep για. να δείτε σε διαδοχικά βήµατα την εκτέλεση του VI. To Execution Highlighting button. Κάνετε click σε αυτό για να ενεργοποιήσετε την εκτέλεση του VI σε µορφή Highlighting. Σε αυτή τη µορφή, τo κουµπί αλλάζει σε, και µπορείτε να βλέπετε την ροή των δεδοµένων µέσο του block diagram. Τo Print Mode button. Κάνετε click σε αυτό για να τυπώσετε αυτόµατα το front panel του VI αφού ολοκληρωθεί προηγουµένως η εκτέλεση και το VI έχει ενηµερώσει τους δείκτες µε τις καινούργιες τιµές. Το σύµβολο αλλάζει σε για να δείξει ότι η κατάσταση εκτύπωσης είναι ενεργοποιηµένη. Όπως αναφέραµε και παραπάνω ένα VI βρίσκεται σε µορφή edit mode, όταν αυτό δηµιουργείται η διορθώνεται. Σε edit mode έχετε πρόσβαση στην παρακάτω παλέτα εργαλείων. Μαζί µε τα κουµπιά Run και Mode, αυτή η παλέτα περιλαµβάνει τα εργαλεία που χρειάζεστε για να φτιάξετε και να χειριστείτε VIs. Μετά την επιλογή ενός εργαλείου από αυτό το µενού, ο κέρσορας του ποντικού παίρνει την µορφή του συγκεκριµένου εργαλείου Edit Mode Palette To Operating tool. Χρησιµοποιείστε το Operating tool για να χειριστείτε τα controls και τα indicators στο front panel. To Positioning tool. Χρησιµοποιείστε to Positioning tool για να επιλέξετε, να µετακινήσετε, ή να αλλάξετε το µέγεθος των αντικειµένων To Labeling tool Χρησιµοποιείστε το Labeling tool για να γράφετε κείµενο στις ετικέτες ή να δηµιουργείτε ανεξάρτητες ετικέτες. To Wiring tool. Χρησιµοποιείστε το Wiring tool για να συνδέσετε αντικείµενα µαζί στο block diagram. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 27

28 To Coloring tool. Χρησιµοποιείστε το Coloring tool για να χρωµατίσετε ένα αντικείµενο Αποθήκευση και Άνοιγµα Μπορείτε να αποθηκεύσετε το VI σας σε ένα συνήθης φάκελο, αλλά µαζί µε το LabVIEW έχετε την δυνατότητα να αποθηκεύσετε πολλαπλά Vis σε ένα αρχείο το οποίο καλείται VI library. Το TEMPSYS.LLB library, βρίσκετε στον υπό φάκελο LV\EXAMPLES\APPS\TEMPSYS.LLB, είναι ένα παράδειγµα από ένα VI library. Αποθηκεύοντας τα Vis σε ένα VI library έχετε αρκετά πλεονεκτήµατα. 1. Με βιβλιοθήκες VI µπορείτε να χρεισιµοποιείτε περισσότερους από 8 χαρακτήρες για να καθορίσετε το όνοµα των Vis σας, συµπεριλαµβάνοντας και την επέκταση.vi. 2. Οι βιβλιοθήκες VI συµπιέζουν τα VIs να αποθηκευτούν σε ένα χώρο στο δίσκο, αυτά αποσυµπιέζονται και "φορτώνονται" όλα µαζί την στιγµή του ανοίγµατος της βιβλιοθήκης. 3. Επειδή τα πολλαπλά VIs είναι αποθηκευµένα σε ένα µοναδικό αρχείο, είναι ευκολότερη η µεταφορά τους µεταξύ υπολογιστών. Για να δηµιουργήσετε µια βιβλιοθήκη VI, επιλέξτε το κουµπί Νew από το πλαίσιο διαλόγου Save As. Μετά το click στο κουµπί Νew εµφανίζεται το επόµενο πλαίσιο διαλόγου Πληκτρολογείτε το όνοµα της νέας βιβλιοθήκης στο πλαίσιο διαλόγου και κάνετε click στο κουµπί VI library. Το όνοµα της βιβλιοθήκης δεν πρέπει να είναι µεγαλύτερο από 8 χαρακτήρες. Το LabVIEW επισυνάπτει τη προέκταση ".llb" αν δεν την συµπεριλαµβάνατε στο πλαίσιο διαλόγου. Οι βιβλιοθήκες VI έχουν τις ίδιες δυνατότητες όσον αφορά το άνοιγµα, την αποθήκευση, και το σώσιµο όπως οι φάκελοι ή τα directories. εν έχετε την δυνατότητα να δηµιουργήσετε βιβλιοθήκη VI µέσα σε άλλη βιβλιοθήκη από VIs. Το LabVIew σας δίνει την δυνατότητα να αφαιρέσετε VIs από µία βιβλιοθήκη χρησιµοποιώντας τα κουµπιά από το πλαίσιο διαλόγου της επιλογής Εdit VI Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 28

29 Library από το File menu. Μετά την δηµιουργία µιας βιβλιοθήκης VI, η βιβλιοθήκη αυτή εµφανίζεται στα πλαίσια διαλόγου των επίλογων του File menu. Για να αποθηκεύσετε ένα VI, επιλέξτε Save από το File menu. Στην συνέχεια από το πλαίσιο διαλόγου του LabVIEW επιλέξτε την βιβλιοθήκη ή το φάκελο που θέλετενα αποθηκεύσετε το VI, πληκτρολογείστε το όνοµα του και πατήστε <Εnter> ή κάνετε click στο κουµπί ΟΚ. Για να ανοίξετε ένα VI, επιλέξτε Οpen από το FIle menu. Στην συνεχεία από το πλαίσιο διαλόγου του LabVIEW επιλέξτε την βιβλιοθήκη ή το φάκελο που είναι αποθηκευµένο το VI, επιλέξτε το VI µε το ποντίκι, πατήστε < Εnter > ή κάνετε click στο κουµπί ΟΚ, η κάνετε double-click στο όνοµα του VI Παράδειγµα 1. Επιλέξτε τα κατάλληλα αντικείµενα και δηµιουργήστε ένα front panel όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. 2. Τοποθετήστε το Digital Control από το Νumeric menu. 3. Τοποθετήστε το Indicator Control από το Νumeric menu. 4. Τοποθετήστε το Round Led από το Βοοlean menu. 5. Τοποθετήστε το Waveform Chart από το Array & Graph menu. 6. Τοποθετήστε το Vertical Switch από το Βοοlean menu. 7. Επιβεβαιώστε ότι το front panel βρίσκεται σε κατάσταση edit mode Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 29

30 παρατηρώντας το Mode button. 8. Επιλέγοντας το Ροsition tool από την Ρanel palette µετακινήστε όλα τα αντικείµενα και διαµορφώστε το παράθυρο του front panel όπως στην παραπάνω εικόνα. Αυτό επιτυγχάνετε κάνοντας click µε το ποντίκι στο αντικείµενο και στην συνέχεια το σύρετε στην θέση που επιθυµείτε. 9. ώστε σε όλα τα αντικείµενα το σχόλιο στο Label. Επιλέξτε το κάθε αντικείµενο κάνοντας click µε το Ροsitioning tool και στην συνέχεια χρησιµοποιώντας το δεξί πλήκτρο του ποντικιού, από τις ιδιότητες του κάθε αντικειµένου, επιλέξτε Show\Label. 10. ιαγράψτε το String Control. Επιλέξτε το String Control κάνοντας click µε το Positioning tool και στην συνεχεία πατήστε <Delete> 11. Αντιγράψτε το Vertical Switch τρεις φορές και τοποθετείστε το κάθε ένα δίπλα στο άλλο. Χρησιµοποιώντας το positioning tool επιλέξετε το control, στην συνεχεία µε την βοήθεια των επιλογών Copy και Paste από το Edit menu αντιγράψτε το αντικείµενο. Επίσης έχετε την δυνατότητα να αντιγράψετε ένα αντικείµενο πατώντας το πλήκτρο <Ctrl> και µετακινώντας το συγκεκριµένο αντικείµενο µε το ποντίκι. 12. Αλλάξτε το χρώµα στο Round LED. Επιλέξτε από την Panel Palette το Coloring tool, τοποθετήστε τον κέρσορα του ποντικιού πάνω από το Round LED, και πατώντας το δεξί πλήκτρο του ποντικιού επιλέξτε το χρώµα που επιθυµείτε από το αντίστοιχο πίνακα χρωµάτων. 13. Μεγέθυνση του Round LED. Τοποθετήστε το Positioning tool πάνω στο LED έως ότου εµφανιστούν οι γωνίες αλλαγής µεγέθους. Κάνετε click και σύρετε το ποντίκι προς τα έξω να µεγεθύνετε το LED. 14. Με τον ίδιο τρόπο µεγεθύνετε το Waveform Chart. Επίσης µε το πάτηµα του δεξιού πλήκτρου του ποντικιού επιλέξτε την επιλογή Show\Palette από τις ιδιότητες του αντικειµένου έτσι ώστε να απαλείψετε την παλέτα από το Waveform Chart. 15. ηµιουργήστε µια βιβλιοθήκη VI, δίνοντας το όνοµα MyLib.llb, και στην συνέχεια αποθηκεύστε το VI µε το όνοµα First Exersise.vi Βασικές Αρχές Συνδέσεων Τεχνικές Συνδέσεων Η διαδικασία σύνδεσης των αντικειµένων στο block diagram χρησιµοποιεί ως κύριο εργαλείο το Writing tool. Για να κάνετε την σύνδεση από ένα αντικείµενο σε ένα άλλο, κάνετε click πάνω στο πρώτο αντικείµενο, µετακινείτε το Wiring tool στο δεύτερο αντικείµενο, και κάνετε click στο δεύτερο αντικείµενο. εν έχει σηµασία από ποιο αντικείµενο ξεκινάτε την διαδικασία της σύνδεσης. Μπορείτε να στρέψετε την φορά του νήµατος κάνοντας click µε το ποντίκι "καρφώνοντας" το νήµα κάτω και µετακινώντας το ποντίκι σε µία κατακόρυφη κατεύθυνση. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 30

31 Όταν το Wiring tool είναι πάνω από το αντικείµενο, η περιοχή του αντικειµένου αναβοσβήνει, δείχνοντας ότι µε το πάτηµα του ποντικιού θα συνδεθεί το νήµα σε εκείνο το αντικείµενο. εν χρειάζεται να παραµένει πατηµένο το πλήκτρο του ποντικιού ενώ µεταφέρετε το Wiring tool από το ένα αντικείµενο στο άλλο. Πιέζοντας την <Space Bar> το νήµα αλλάζει κατεύθυνση Παρουσίαση Επαφών Σύνδεσης των Αντικειµένων Είναι πολύ σηµαντικό να κάνετε τις συνδέσεις στα σωστά σηµεία των αντικειµένων. Μπορείτε να εµφανίζετε τις επαφές σύνδεσης του κάθε αντικείµενου (για παράδειγµα της συνάρτησης Equal?) ώστε να κάνετε περισσότερο εύκολα και σωστά τις συνδέσεις. Για να το πετύχετε αυτό, κάνετε ρορ-uρ στην συνάρτηση Equal? χρησιµοποιώντας το δεξί πλήκτρο του ποντικιού. Στην συνέχεια ενεργοποιείστε την επιλογή Show Terminals από το ρορ-uρ menu. Για να επιστρέψετε στην αρχική µορφή του εικονιδίου, κάνετε ρορ-uρ στην συνάρτηση και επιλέξτε Show Icon από το ρορ-υρ menu Επιµήκυνση Σύνδεσης Έχετε την δυνατότητα να µεταφέρετε συνδεδεµένα αντικείµενα, µεµονωµένα ή κατά οµάδες, σύροντας τα επιλεγµένα αντικείµενα σε µία καινούργια θέση στο block diagram χρησιµοποιώντας το Positioning tool. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 31

32 Επιλογή και Σβήσιµο Συνδέσεων Ένα τµήµα νήµατος, segment, είναι ένα χωριστό οριζόντιο ή κάθετο κοµµάτι του νήµατος. Το σηµείο που τρία ή τέσσερα τµήµατα νήµατος συνδέονται λέγετε ένωση, junction. Ένας κλάδος από νήµα, branch, περιλαµβάνει όλα τα τµήµατα νήµατος από τη µία ένωση ως την άλλη, από ένα αντικείµενο σε µία επόµενη ένωση, ή από ένα αντικείµενο σε ένα άλλο εάν µεταξύ τους δεν υπάρχουν ενώσεις. Μπορείτε να επιλέξετε ένα τµήµα νήµατος [1] κάνοντας ένα click µε το ποντίκι χρησιµοποιώντας το Positioning tool. Κάνοντας δύο φορές click επιλέγετε ένα κλάδο [2], και κάνοντας τρεις φορές click επιλέγετε ολόκληρο [3], entire, το νήµα Ελαττωµατικές Συνδέσεις Ένα διακεκοµµένο νήµα συµβολίζει ένα ελαττωµατικό νήµα. Μπορείτε να αποκτήσετε ένα ελαττωµατικό νήµα για έναν αριθµό από αίτιες, όπως η σύνδεση δυο controls, ή σύνδεση ενός control µε ένα indicator όταν ο τύπος των δεδοµένων δεν είναι ίδιος (σύνδεση ενός numeric control σε ένα Boolean indicator). Μπορείτε να σβήσετε ένα ελαττωµατικό νήµα κάνοντας click σε αυτό µε το Positioning tool και πατώντας <Delete>. Επιλέγοντας Remove Bad Wires από το Εdit menu θα σβήσετε όλα τα ελαττωµατικά νήµατα στο διάγραµµα. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 32

33 3.9. Το Πρώτο Πρόγραµµα Θα δηµιουργήσετε ένα VI που θα συγκρίνει δύο αριθµούς και θα ανάβει ένα LED αν οι αριθµοί είναι ίσοι. 1. Ανοίξτε ένα νέο front panel επιλέγοντας Νew από το File menu. 2. Εµφανίστε τα παράθυρα Panel και Diagram πλάι-πλάι επιλέγοντας Τile από το Windows menu. 3. Τοποθετείστε τα αριθµητικά digital controls. Θα χρησιµοποιήσετε αυτά τα controls για να εισάγετε του αριθµούς που θα θέλετε να συγκρίνετε. 4. Τοποθετείστε το Boolean LED. Το indicator αυτό θα ανάβει όταν οι αριθµοί είναι ίσοι, ή θα παραµένει σε κατάσταση off οι αριθµοί δεν είναι ίσοι. 5. Κάνετε ενεργό το Diagram window µε click οπουδήποτε σε αυτό. Σηµείωση Όταν έχετε ενεργώ το Panel Window, έχετε την δυνατότητα πατώντας το <Space Bar> να αλλάζετε τον κέρσορα µεταξύ του Οperating και του Ρositioning tool. Ενώ όταν είστε στο Diagram Window, πατώντας το <Space Bar> ο κέρσορας αλλάζει µεταξύ του Ρositioning και του Wiring tool. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 33

34 6. Κάνετε ρορ-uρ, µε το πάτηµα του δεξιού πλήκτρου του ποντικιού, σε µία ανοιχτή περιοχή του Diagram window και επιλέξτε την συνάρτηση Equal? από το Comparison menu. Η συνάρτηση Equal? συγκρίνει δύο αριθµούς και επιστρέφει ΤRUE αν αυτοί είναι ίσοι ή FALSE αν αυτοί δεν είναι. Μπορείτε να ενεργοποιήσετε το Help window επιλέγοντας Show Help Window από το Windows menu. Τοποθετώντας οποιοδήποτε editing tool πάνω σε ένα κόµβο, θα εµφανίσει τις εισόδους και τις εξόδους της συνάρτησης στο Help window όταν είναι ενεργοποιηµένο το Diagram window. 7. Χρησιµοποιώντας το Wiring tool από την panel palette, συνδέστε τα εικονίδια όπως δείχνει το block diagram στο προηγούµενο σχήµα. 8. Κάνετε ενεργό παράθυρο το Panel window µε click οπουδήποτε σε αυτό ή επιλέγοντας Show Panel από το Windows menu. 9. Αποθηκεύστε το VI δίνοντας το όνοµα Compare Numbers.vi στην βιβλιοθήκη MyLib.llb 10. "Τρέξτε" το VI. α. Χρησιµοποιώντας το Operating tool, µε διπλό click µέσα στα digital control πληκτρολογήστε έναν αριθµό. Επαναλαµβάνετε το ίδιο για το άλλο control. β. Τρέξτε το VI κάνοντας click στο Run button. γ. Πειραµατιστείτε µε αρκετούς διαφορετικούς αριθµούς. 11. Κλείστε το Compare Numbers.vi επιλέγοντας Close από το File menu Πως γίνετε το Debugging στο LabVIEW Σε αυτό το παράδειγµα θα δηµιουργήσετε ένα VI που θα πολλαπλασιάζει έναν τυχαίο αριθµό (Ο έως 1) µε το 10 και θα προσθέτει στο αποτέλεσµα το 100. Στόχος του παραδείγµατος αυτού είναι η εκµάθηση της διαδικασίας ανεύρεσης και διόρθωσης λαθών (debugging) 1. Ανοίξτε ένα νέο front panel επιλέγοντας New από το File menu. 2. Εµφανίστε τα παράθυρα Panel και Diagram πλάι-πλάι επιλέγοντας Tile από το Windows menu. 3. Τοποθετείστε τα indicators controls. Θα χρησιµοποιήσετε αυτά τα indicators για να εµφανίσετε τα αποτελέσµατα των αριθµητικών πράξεων. 4 Κάνετε ενεργό το Diagram window µε click οπουδήποτε σε αυτό. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 34

35 5. ηµιουργήστε το block diagram του προγράµµατος κάνοντας τις κατάλληλες συνδέσεις. Την συνάρτηση Random Number (0-1) από το Αrithmetic menu. Επιστρέφει έναν τυχαίο αριθµό µεταξύ Ο και 1. Την συνάρτηση Multiply από το Αrithmetic menu. Σε αυτή την άσκηση πολλαπλασιάζει τον τυχαίο αριθµό µε το Digital Control. Την συνάρτηση Add από το Αrithmetic menu. Σε αυτή την άσκηση προσθέτει το 100 µε το αποτέλεσµα του πολλαπλασιασµού. Την αριθµητική σταθερά Νumeric Constant από το Structs & Constants menu. Καθορίστε την τιµή της σταθεράς στο block diagram χρησιµοποιώντας το Operating tool. 6. Αποθηκεύστε το VI δίνοντας το όνοµα Debug Exercise.vi στην βιβλιοθήκη MyLib.llb 7. Τρέξτε το VΙ αρκετές φορές κάνοντας click στο Run button και πειραµατιστείτε µε το πρόγραµµα. Ένας καλός τρόπος να βρίσκετε και να διορθώνετε τα λάθη ενός VI, είναι η εκτέλεση του προγράµµατος ανά µια εντολή και η "ζωντανή" παρακολούθηση της ροής των δεδοµένων στο block diagram κατά την διάρκεια της εκτέλεσης. 8. Ενεργοποιείστε την Execution Highlighting µέθοδο εκτέλεσης του προγράµµατος πατώντας το κουµπί 9. Ενεργοποιείστε την single-step µέθοδο, ανά µία εντολή, εκτέλεσης του προγράµµατος πατώντας το κουµπί 10.Τρέξτε το VI πατώντας το Run button. Το Step button θα εµφανιστεί στην panel palette. Πατώντας διαδοχικά αυτό το κουµπί θα δείτε βήµα-βήµα την ροή των δεδοµένων στο block diagram. Όταν το VI τερµατίσει, το step button χάνεται. Βλέποντας τα δεδοµένα να εµφανίζονται στο front panel, να δούµε βήµα-βήµα µέχρι τέλους πως λειτουργεί το πρόγραµµα. Στην αρχή το VI δηµιουργεί ένα τυχαίο Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 35

36 αριθµό και µετά τον πολλαπλασιάζει µε το 10. Στο τέλος, προσθέτει 100 στο αποτέλεσµα του πολλαπλασιασµού. Το LabVIEW περιλαµβάνει επιπλέον έναν ακροδέκτη τιµών, Probe, για να παρακολουθήσουµε τα δεδοµένα όπως ρέουν κατά µήκος του νήµατος. 11.Ενεργοποιείστε το probe πατώντας το δεξί πλήκτρο του ποντικιού σε ένα κοµµάτι νήµατος και επιλέξτε Probe από το pοp-up menu. 12.Επαναλαµβάνετε βήµα-βήµα την εκτέλεση του προγράµµατος. Τα δεδοµένα θα τυπωθούν στο παράθυρο του probe την στιγµή που θα ρέουν από το συγκεκριµένο κοµµάτι του νήµατος. 13.Απενεργοποιείστε την single step µέθοδο εκτέλεσης του προγράµµατος πατώντας το κουµπί. 14.Απενεργοποιείστε την Execution Highlighting µέθοδο εκτέλεσης του προγράµµατος πατώντας το κουµπί. 15.Κλείστε το VI επιλέγοντας Close από το File menu. Μην αποθηκεύετε καµία αλλαγή ηµιουργία ενός VI Το κλειδί για να δηµιουργήσετε εφαρµογές LabVIEW είναι να καταλάβετε την χρησιµότητα της ιεραρχικής µορφής ενός VI. Με άλλα λόγια, άπαξ και δηµιουργήσετε ένα VI, µπορείτε να το χρησιµοποιήσετε ως υπό VI σε ένα block diagram ενός υψηλότερου-επιπέδου VI. Όταν δηµιουργείτε µια εφαρµογή, θα έπρεπε να αρχίσετε από το κορυφαίο-επιπέδου VI και να ορίσετε ης εισόδους και τις εξόδους για την εφαρµογή. Στη συνεχεία, θα έπρεπε να δηµιουργήσετε τα υπό VIs να πραγµατοποιούν τους απαραίτητους χειρισµούς των επιµέρους εργασιών στα δεδοµένα όπως αυτά ρέουν κατά µήκος στο block diagram. Εάν ένα block diagram έχει ένα µεγάλο αριθµό από εικόνες, οµαδοποιείστε αυτές σε ένα χαµηλότερο-επιπέδου VI ώστε να διατηρήσετε την απλότητα στο block diagram. Αυτός ο τµηµατικός τρόπος προγραµµατισµού δηµιουργεί εφαρµογές που µπορούν εύκολα να διορθωθούν, να κατανοηθούν, και να συντηρηθούν. Σε αυτή την παράγραφο θα µάθετε πώς να δηµιουργείτε ένα Εικονίδιο/Επαφές Σύνδεσης (Icon/Connector) σε ένα VI και πως µπορείτε να χρησιµοποιήσετε ένα VI ως υποπρόγραµµα σε αλλά VIs. Για παράδειγµα, δηµιουργείστε ένα VI να δέχεται τρεις αριθµούς, να τους προσθέτει και να επιστρέφει το αποτέλεσµα. Το front panel και το block diagram για το VI παρουσιάζονται παρακάτω. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 36

37 Ένα VI, όταν χρησιµοποιείτε ως υπό VI, χρειάζεται µία εικόνα για να το αντιπροσωπεύει σε ένα block diagram που το καλεί. Επίσης το υπό VI πρέπει να έχει επαφές σύνδεσης για την διέλευση των δεδοµένων από και προς το υψηλότερο-επιπέδου VI. Κάθε VI έχει µία προκαθορισµένη εικόνα που εµφανίζεται στη πάνω δεξιά γωνία του Panel και του Diagram Window. Χρησιµοποιώντας τον διορθωτή εικόνας, Icon editor, µπορείτε να σχεδιάσετε την εικόνα του VI µε τα ξεχωριστά εργαλεία που περιέχονται σε αυτόν. 1. Για να ενεργοποιήσετε τον Icon Editor, χρησιµοποιώντας το Positioning ή το Operating tool, κάνετε pop-υp στη πάνω δεξιά γωνία του Panel Window και επιλέξτε Edit Icon. Η εικόνα που ακολουθεί δείχνει τον Icon Editor. Σηµείωση Για την διαµόρφωση του υπό VI το µενού είναι διαθέσιµο µόνο στο Edit Mode. 2. Χρησιµοποιώντας τα εργαλεία που βρίσκονται στην αριστερή πλευρά του Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 37

38 παραθύρου έχετε την δυνατότητα να αλλάξετε την εικόνα του VI. Πατήστε ΟΚ όταν ολοκληρώσετε την διαδικασία. 3. Κάνετε pοp-υp στη πάνω δεξιά γωνία του Panel Window και επιλέξτε Show Connector. Την στιγµή αυτή εµφανίζετε ένας connector, που έχει αντίστοιχο αριθµό εισόδων και εξόδων του VI. Για να επιλέξετε ένα διαφορετικό σχέδιο connector για το VI σας, κάνετε pοp-υp στον connector και επιλέξτε Patterns από το pοp-υp menu. 4. Κάνοντας click σε έναν ακροδέκτη από το connector, το εργαλείο αυτόµατα αλλάζει σε Wiring tool και ο ακροδέκτης γίνετε µαύρος. 5. Κάνετε click στο front panel σε ένα control ή indicator που θέλετε να αναθέσετε το επιλεγµένο ακροδέκτη. Ένα πλαίσιο διακεκοµµένης γραµµής περιβάλει το επιλεγµένο control. 6. Επαναλαµβάνετε τα βήµατα 4 και 5 για κάθε control και indicator που θέλετε να συνθέσετε. 7. Αποθηκεύστε το VI δίνοντας το όνοµα 3-Input Add.vi στην βιβλιοθήκη MyLib.llb. 8. Τρέξτε το VI και πειραµατιστείτε µε αρκετούς διαφορετικούς αριθµούς. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 38

39 9. Κλείστε το 3-Input Add.vi επιλέγοντας Close από το File menu. Στην συνέχεια, θα δηµιουργήσετε ένα VI, "Add 3 Numbers.vi", στο οποίο θα εισάγετε τρεις αριθµούς, αυτό µε τη σειρά του θα καλεί το υπό VI "3-Input Add.vi", και στο τέλος θα τυπώνει το αποτέλεσµα της πρόσθεσης. 10. Το front panel και το block diagram για το VI παρουσιάζονται παρακάτω Το υπό VI "3-Input Add.vi" καλείτε από την επιλογή VI... του Function menu. 12. Τρέξτε το VI και πειραµατιστείτε µε αρκετούς διαφορετικούς αριθµούς. 13. Αποθηκεύστε το VI δίνοντας το όνοµα Add 3 Numbers.vi στην βιβλιοθήκη MyLib.llb 14. Κλείστε το Add 3 Numbers.vi επιλέγοντας Close από το File menu. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 39

40 4. οµές και ιαγράµµατα 4.1. Το For Loop Η επαναληπτική δοµή For Loop χρησιµοποιείται για επαναλαµβανόµενες λειτουργίες σε ένα VI. Ένα For Loop, εµφανίζεται στην παρακάτω εικόνα, εκτελεί τον κώδικα (καλείται υπό διάγραµµα του) που βρίσκεται µέσα στα όρια του για έναν συγκεκριµένο αριθµό επαναλήψεων. Μπορείτε να αποκτήσετε το For Loop στο block diagram από την παλέτα Structs & Constant στο Functions menu. Το Count Terminal εκτελεστεί το Loop.Το Iteretion Terminal που έχουν γίνει. καθορίζει τον αριθµό των επαναλήψεων που θα περιέχει τον αριθµό των επαναλήψεων Το For Loop ισοδυναµεί µε τον ακόλουθο κώδικα προγραµµατισµού: For i=0 το N-1 Εκτελέσιµο ιάγραµµα µέσα στο Loop. Για παράδειγµα, εισάγετε ένα Control Indicator µέσα στο Loop και παρατηρείστε σε αυτό την τιµή του Iteretion Terminal για 10 επαναλήψεις. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 40

41 4.2. Το While Loop Όπως και το For Loop, έτσι και η επαναληπτική δοµή While Loop χρησιµοποιείται για να ελέγχει επαναλαµβανόµενες λειτουργίες σε ένα VI. Το While Loop, εµφανίζεται στην παρακάτω εικόνα, εκτελεί τον κώδικα που βρίσκεται µέσα στα όρια του όσο η λογική τιµή της συνθήκης που είναι συνδεδεµένη στο Conditional Terminal είναι αληθής. Το For Loop µπορείτε να το επιλέξετε στο block diagram από την παλέτα Structs & Constant στο Functions menu. Το Iteretion Terminal του While Loop συµπεριφέρεται όπως αυτό του For Loop. Το While Loop ισοδυναµεί µε τον ακόλουθο κώδικα προγραµµατισµού: Do Εκτελέσιµο ιάγραµµα µέσα στο Loop While Συνθήκη είναι TRUE Ένα παράδειγµα για το While Loop, είναι να παρατηρήσετε την τιµή του Iteretion Terminal όσο η Boolean τιµή στην συνθήκη είναι On = True. 1. Τοποθετήστε ένα Vertical Switch και ένα Control Indicator στο front panel. 2. Επιλέξτε Show/Boolean Text από το pοp-υp menu του Vertical Switch. 3. Σχεδιάστε το παρακάτω block diagram. 4. Ενεργοποιείστε το Vertical Switch σε κατάσταση Οn χρησιµοποιώντας το Operating tool και τρέξτε το VI. 5. Κατά την εκτέλεση του VI το Control Indicator αλλάζει συνεχώς τιµές µέχρι να θέσετε σε κατάσταση Off = False to Vertical Switch. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 41

42 4.3. ιαγράµµατα (Waveform Charts) Το waveform chart, διάγραµµα, είναι ένας ειδικός αριθµητικός δείκτης στον οποίο εµφανίζουµε µια η περισσότερες κυµατοµορφές. Το waveform chart βρίσκετε στην παλέτα Array & Graph στο Controls menu Συνδέοντας ένα διάγραµµα µιας κυµατοµορφής Μπορείτε να συνδέσετε απ' ευθείας µία έξοδο µε ένα διάγραµµα όπως δείχνει το παράδειγµα παρακάτω. Σε αυτό το πρόγραµµα, κάθε φορά που επαναλαµβάνεται το loop µία νέα τιµή θερµοκρασίας θα εµφανίζεται στο διάγραµµα Συνδέοντας ένα πολλαπλό διάγραµµα Τα διαγράµµατα µπορούν να εµφανίσουν περισσότερες από µία κυµατοµορφές. Για να το πετύχετε αυτό πρέπει να "οµαδοποιήσετε" τα δεδοµένα χρησιµοποιώντας την συνάρτηση Bundle από το Array & Cluster menu. Στο παράδειγµα που ακολουθεί, η συνάρτηση Bundle συγκεντρώνει τις εξόδους από τρία διαφορετικά VI που µετρούν θερµοκρασία για να τις εµφανίσει στο waveform chart. ώστε προσοχή στην αλλαγή του αντικειµένου waveform chart την στιγµή της σύνδεσης µε την συνάρτηση Bundle. Για να προσθέσετε περισσότερες κυµατοµορφές, µεγεθύνετε απλά τις µονάδες εισόδου της συνάρτηση Bundle χρησιµοποιώντας το tool. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 42

43 Παράδειγµα Σε αυτό το παράδειγµα θα χρησιµοποιήσετε ένα while loop και ένα waveform chart για την απόκτηση µετρήσεων σε πραγµατικό χρόνο. Θα δηµιουργήσετε ένα VI που θα µετράει θερµοκρασία και θα την εµφανίζει στο waveform chart. Για την µέτρηση της θερµοκρασίας θα χρησιµοποιήσετε το υπό VI, Digital Thermometer. 1. Ανοίξτε ένα νέο panel. 2. Τοποθετήστε ένα Vertical Switch (Boolean menu) στο Panel window. ώστε στο Label του αντικειµένου την επιγραφή "Λειτουργία". Θα χρησιµοποιείται αυτόν τον διακόπτη για να σταµατήσετε την διαδικασία µέτρησης θερµοκρασίας. 3. Κάνοντας pοp-up στο Vertical Switch επιλέξτε Show\Boolean Text για να εµφανίσετε την κατάσταση λειτουργίας του αντικειµένου. Στην συνέχεια, µε το Operating tool, ενεργοποιείστε σε κατάσταση ΟΝ την λειτουργία του αντικειµένου. 4. Επίσης από το pop-up menu επιλέξτε Data Operations\Make Current Value Default για να δώσετε αρχική πµή στη λειτουργία του αντικειµένου την κατάσταση ΟΝ. 5. Τοποθετήστε ένα waveform chart (Array & Graph menu)στο Panel window. ώστε στο Label του αντικειµένου την επιγραφή "Ιστορικό θερµοκρασίας". Το waveform chart θα εµφανίζει την θερµοκρασία σε πραγµατικό χρόνο. 6. Το waveform chart έχει ένα ψηφιακό δείκτη που εµφανίζει την τελευταία τιµή, για να το πετύχετε κάνετε pop-up στο waveform chart και επιλέξτε Show\Digital Display. Επίσης επιλέξτε Show\Palette για να απενεργοποιήσετε την εµφάνιση της παλέτας στο waveform chart. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 43

44 7. Ανοίξτε το Diagram Window. 8. Τοποθετήστε το While Loop (Structs & Constants menu) στο Diagram window. 9. Τοποθετήστε τα δύο αντικείµενα µέσα στο While Loop. 10.Φορτώστε από την βιβλιοθήκη Tutorial.llb το Digital Thermometer.vi. Επιλέξτε αυτό από την επιλογή VI... του pop-up Function menu. 11.Τοποθετήστε την συνάρτηση Wait (ms) (Time & Dialog menu)και την Numeric Constant (Structs & Constants menu). Η Numeric Constant συνδέεται µε την συνάρτηση wait (ms) για να καθορίσει µία καθυστέρηση των 500ms (µισού λεπτού). Κατά συνέπεια το loop εκτελείται µία φορά κάθε µισό λεπτό. 12.Τρέξτε το VI. Πειραµατιστείτε µε διάφορες τιµές για τον αριθµό των milliseconds. 13.Αποθηκεύστε και κλείστε το VI, Temperature Display.vi Τα Shift Registers Τα shift registers είναι τοπικές µεταβλητές και χρησιµοποιούνται για την µεταφορά τιµών από την µια επανάληψη ενός loop στην επόµενη. Έχετε την δυνατότητα να εφαρµόσετε αυτήν την τεχνική προγραµµατισµού µόνο στα While Loops και For Loops. Μπορείτε να δηµιουργήσετε ένα shift register κάνοντας pop-up στην αριστερή ή την δεξιά πλευρά ενός loop και επιλέγοντας Add Shift Register από το pop-up menu. Το shift register αποτελείται από ένα ζευγάρι terminals ακριβώς απέναντι το ένα από το άλλο στα όρια του loop. Το δεξί terminal αποθηκεύει τα δεδοµένα στο τέλος της κάθε επανάληψης και τα µεταφέρει στο αριστερό terminal, στην αρχή της επόµενης επανάληψης. Στην εικόνα που βρίσκεται παρακάτω παρατηρείστε αυτήν την διαδικασία. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 44

45 Πρέπει πάντα να αρχικοποιείτε τα shift registers εκτός αν χρειαστεί να αναπτύξετε συγκεκριµένη τεχνική προγραµµατισµού για να µην το κάνετε. Για να αρχικοποιήσετε ένα shift register µε µια συγκεκριµένη τιµή πρέπει να συνδέσετε την τιµή αυτή µε το αριστερό terminal του shift register έξω από το loop. Σε περίπτωση που δεν γίνει η αρχικοποίηση του shift register, τότε η αρχική τιµή θα είναι η default τιµή για τον τύπο δεδοµένων του shift register την πρώτη φορά που θα εκτελέσετε το πρόγραµµα. Για παράδειγµα, αν ο τύπος των δεδοµένων του shift register είναι Boolean η αρχική τιµή είναι False. Στην εικόνα που ακολουθεί υπάρχουν δύο For Loops. Στο πρώτο loop υπολογίζεται το άθροισµα του Iteration Count. Κάθε φορά που εκτελείται το loop το νέο άθροισµα σώζετε στο shift register. Στο τέλος του προγράµµατος, τέλος επανάληψης, το numeric indicator θα εµφανίσει την τιµή 45. στο δεύτερο loop, δεν υπάρχει shift register, οι τιµές του Iteration Count δεν σώζονται ανάµεσα στις επαναλήψεις, έτσι η τελική τιµή που θα εµφανιστεί στο numeric indicator θα είναι το 9, η τελευταία τιµή του Iteration Count. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 45

46 Στην συνέχεια µελετήστε ένα έτοιµο παράδειγµα που χρησιµοποιεί shift registers, το Shift Register Example.vi, που βρίσκετε στο Example\General\Exercise.llb. 4.5 Η δοµή Case Μπορείτε να τοποθετήσετε την δοµή Case στο block diagram επιλέγοντας Case στην παλέτα Structs & Constants από το Function menu. Η δοµή Case οδηγεί την εκτέλεση του προγράµµατος ανάλογα µε το case statement, την τιµή της µεταβλητής. Η δοµή Case αποτελείται από επίπεδα που το ένα βρίσκετε πάνω από το άλλο, όπως οι κάρτες µιας τράπουλας. Μόνο ένα επίπεδο Case είναι ορατό κάθε φορά. Κάθε επίπεδο Case περιέχει ένα υπό διάγραµµα. µόνο ένα εκτελέσιµο επίπεδο είναι εξαρτώµενο από την συνδεδεµένη τιµή µε το selector terminal. Ο τύπος δεδοµένων του selector terminal µπορεί να είναι Numeric ή Boolean. Αν ο τύπος των δεδοµένων είναι Boolean, η δοµή έχει ένα επίπεδο True Case και ένα False Case. Αν ο τύπος των δεδοµένων είναι numeric η δοµή µπορεί να έχει 215 επίπεδα Cases. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 46

47 Σηµείωση Κάνοντας pop-up στο περίγραµµα µιας Boolean Case έχετε την δυνατότητα να επιλέξετε ποιο επίπεδο Case, True ή False, θα παρουσιάζεται στο διάγραµµα. Αντίστοιχα σε µια Numeric Case µπορείτε να προσθέσετε ή να αφαιρέσετε επίπεδα και να εµφανίσετε το επίπεδο της δοµής που επιθυµείτε. Παράδειγµα ηµιουργείστε ένα VI, το οποίο να ελέγχει έναν αριθµό αν είναι θετικός, αν είναι, το VI υπολογίζει την τετραγωνική ρίζα του αριθµού, διαφορετικά, να επιστρέφει µήνυµα λάθους. Αποθηκεύστε το VI µε όνοµα Square Root.vi. 4.6 Η δοµή Sequence Μπορείτε να τοποθετήσετε την δοµή Sequence στο block diagram επιλέγοντας Sequence στην παλέτα Structs & Constants από το Function menu. Η δοµή Sequence, η µορφή της οποίας µοιάζει µε φωτογραφικό φιλµ, εκτελεί διαδοχικά τα διαγράµµατα. Στις καθιερωµένες γλώσσες κειµένου, οι εντολές του προγράµµατος εκτελούνται µε τη σειρά µε την οποία εµφανίζονται. Στο προγραµµατισµό ροής δεδοµένων, ένας κόµβος Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 47

48 εκτελείται όταν τα δεδοµένα είναι διαθέσιµα από όλα τα σηµεία εισόδου του κόµβου, όµως µερικές φορές είναι απαραίτητο ένας κόµβος να εκτελεστεί πριν από έναν άλλο. Η δοµή Sequence είναι Ένας τρόπος του LabVIEW να ελέγχει τη σειρά µε την οποία εκτελούνται ι κόµβοι. Το διάγραµµα που θα εκτελεστεί πρώτο τοποθετείται µέσα στο πλαίσιο του Frame 1 και τα λοιπά. Όπως στη δοµή Case, έτσι και στη δοµή Sequence µόνο ένα Frame είναι ορατό κάθε φορά. Σηµείωση Κάνοντας pop-up στο περίγραµµα µιας δοµής Sequence έχετε τη δυνατότητα να επιλέξετε ποιο επίπεδο Sequence θα παρουσιάζετε στο διάγραµµα. Επίσης µπορείτε να προσθέσετε ή να αφαιρέσετε Frames και να δηµιουργήσετε Sequence Locals. Sequence Locals Τα Sequence Locals είναι µεταβλητές για να περνάτε δεδοµένα µεταξύ των Frames. Μπορείτε να δηµιουργείτε sequence locals πάνω στα όρια του πλαισίου ενός Frame. Τα δεδοµένα που συνδέονται σε ένα sequence local είναι διαθέσιµα στα υπό Frames της δοµής Sequence. Τα δεδοµένα δεν είναι διαθέσιµα στα προηγούµενα Frames από αυτό το οποίο έχετε δηµιουργήσει το sequence local. Παράδειγµα ηµιουργείστε ένα VI, χρησιµοποιώντας την δοµή Sequence, να υπολογίζει το χρόνο που χρειάζεται να δηµιουργηθεί ένας τυχαίος αριθµός ο οποίος θα είναι ίσος µε έναν καθορισµένο αριθµό από εσάς. Αποθηκεύστε το VI µε όνοµα Time to Match.vi. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 48

49 Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 49

50 4.7 Formula Node Τµήµα Αυτοµατισµού, ΣΤΕΦ, ΤΕΙ Πειραιά Μπορείτε να τοποθετήσετε µια Formula Node στο block diagram επιλέγοντας Formula Node στην παλέτα Structs & Constants από το Function menu. Η Formula Node είναι ένα αναπτυσσόµενο πλαίσιο, το οποίο µπορείτε να το χρησιµοποιείτε για να γράφετε αλγεβρικούς τύπους κατευθείαν σε ένα block diagram. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι πάρα πολύ χρήσιµο όταν µαθηµατικές εξισώσεις είναι περίπλοκες ή έχουν πολλές µεταβλητές. Για παράδειγµα, υπολογίστε την εξίσωση. Αν πραγµατοποιήσετε την εξίσωση χρησιµοποιώντας τις συνηθισµένες αριθµητικές συναρτήσεις του LabVIEW, το block diagram παρουσιάζεται όπως το παρακάτω. Μπορείτε να πραγµατοποιήσετε την ίδια εξίσωση χρησιµοποιώντας µια Formula Node, όπως φαίνετε παρακάτω. Με τη Formula Node, µπορείτε κατευθείαν να γράφετε έναν ή και περισσότερους πολύπλοκους µαθηµατικούς τύπους αντί ενός τµηµατικού block diagram. Για την δηµιουργία των σηµείων εισόδου και εξόδου της Formula Node κάνετε pop-up στο αριστερό και δεξιό πλευρό του πλαισίου και επιλέξτε Add Input και Add Output αντίστοιχα από το pop-up menu. Γράψτε το µαθηµατικό τύπο µέσα στο πλαίσιο και στο τέλος συµπληρώστε το σηµείο στίξεως της άνω τελείας (;). Παράδειγµα ηµιουργήστε ένα VI που θα χρησιµοποιεί τη Formula Node για να υπολογίζει την εξίσωση y = sin(x) και να εµφανίζει το αποτέλεσµα σε ένα Waveform Graph. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 50

51 Ασκήσεις 1. ηµιουργήστε ένα VI που να λειτουργεί όπως ένα κοµπιουτεράκι των τεσσάρων αριθµητικών πράξεων. Στο Front Panel να υπάρχουν δύο Digital Controls για να δίνονται οι δύο αριθµοί και ένα Digital Indicator για να εµφανίζεται το αποτέλεσµα της πράξης (πρόσθεση, αφαίρεση, πολλαπλασιασµός, διαίρεση) που θα εκτελεί το VI για τους δύο αριθµούς. Χρησιµοποιείστε ένα Vertical Slide Control για να καθορίσετε τη πράξη που θα εκτελεστεί. Αποθηκεύστε το VI µε το όνοµα Calculator.vi. 2. Χρησιµοποιώντας τη Formula Node, δηµιουργείστε ένα VI να υπολογίζει τις ακόλουθες εξισώσεις. Αποθηκεύστε το VI µε όνοµα Equations.vi. E = b * f + z + 6 Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 51

52 5. Πίνακες & Γραφήµατα 5.1 Πίνακες Ένα πίνακας είναι µια συλλογή από στοιχεία δεδοµένων του ίδιου τύπου. Ένας πίνακας έχει µια ή περισσότερες διαστάσεις και η κάθε διάσταση µπορεί να έχει µέχρι στοιχεία. Έχετε πρόσβαση στο κάθε στοιχείο του πίνακα µε το index του. Το index είναι στην περιοχή από 0 µέχρι Ν-1, όπου Ν είναι ο αριθµός των στοιχείων στο πίνακα. Η δοµή ενός µονοδιάστατου πίνακα (1D Array) φαίνεται παρακάτω. Παρατηρείστε ότι το πρώτο στοιχείο έχει index 1, και τα λοιπά ηµιουργία πίνακα από Controls και Indicators ηµιουργείτε ένα πίνακα από control ή indicator µε τη συνένωση ενός Array Shell από τη παλέτα Array & Graph του Controls menu µε ένα αντικείµενο δεδοµένων που µπορεί να είναι Numeric, Boolean ή String. Το αντικείµενο δεδοµένων δεν µπορεί να είναι άλλος πίνακας ή κάποιο γράφηµα. Ένα άδειο array shell φαίνεται παρακάτω. Για να δηµιουργήσετε ένα πίνακα, σύρετε ένα αντικείµενο δεδοµένων στο παράθυρο ένδειξης του στοιχείου ή τοποθετείτε το αντικείµενο απευθείας στο παράθυρο χρησιµοποιώντας το pop-up menu. Το παράθυρο ένδειξης του στοιχείου αλλάζει µέγεθος για να συµπεριλάβει το τύπο του νέου δεδοµένου. Σηµείωση Το µέγεθος του παραθύρου ένδειξης του στοιχείου µεγεθύνεται χρησιµοποιώντας το Positioning tool. Επίσης µπορείτε να µεγεθύνετε το παράθυρο για να παρουσιάζονται περισσότερα στοιχεία του πίνακα. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 52

53 Πίνακες δύο διαστάσεων Σε ένα πίνακα δύο διαστάσεων χρειάζονται δύο συντεταγµένες για να οριστεί ένα στοιχείο, ένα index για τη στήλη και ένα index για τη γραµµή και τα δύο index ξεκινάνε από το 0. παρακάτω φαίνεται ένας πίνακας µε Ν στήλες και Μ γραµµές που περιέχει ΝxΜ στοιχεία. Κάνοντας pop-up στο Index Display µπορείτε να αυξήσετε τις διαστάσεις στις στήλες ή στις γραµµές του πίνακα επιλέγοντας Add Dimension από το pop-up menu. Το παράδειγµα παρακάτω δείχνει έναν πίνακα δύο διαστάσεων ηµιουργία Πινάκων Χρησιµοποιώντας το For Loop ή το While Loop µπορείτε να δηµιουργήσετε αυτόµατα πίνακες, αυτή η λειτουργία καλείται auto-indexing. Στο παρακάτω παράδειγµα φαίνεται κοκ δηµιουργείται ένας πίνακας µε For Loop. Κάθε επανάληψη δηµιουργεί το επόµενο στοιχείο του πίνακα, όταν ολοκληρωθεί το Loop τα στοιχεία του πίνακα βρίσκονται στο Indicator έξω από το Loop. Παρατηρείστε ότι το πάχος του νήµατος γίνεται µεγαλύτερο όταν συνδεθεί µε τον πίνακα. Στις περιπτώσεις που χρειάζεστε να συνδέσετε µία τιµή έξω από Loop χωρίς να δηµιουργηθεί πίνακας πρέπει να απενεργοποιήσετε το auto-indexing κανονιάς pop-up Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 53

54 στο Tunnel (µαύρο τετραγωνάκι) επιλέγοντας Disable Indexing από το pop-up menu. Στο παράδειγµα παρακάτω έχει απενεργοποιηθεί το auto-indexing και µόνο η τελευταία τιµή της συνάρτησης Random Number[0-1] θα καταχωρηθεί στο Indicator έξω από το Loop. Ένας πίνακας δύο διαστάσεων δηµιουργείται χρησιµοποιώντας δύο Loop, το ένα µέσα στο άλλο. Στο παρακάτω παράδειγµα χρησιµοποιούνται δύο For Loop. Το εσωτερικό Loop δηµιουργεί τα στοιχεία της στήλης και το εξωτερικό τα στοιχεία της γραµµής. Στο παρακάτω παράδειγµα φαίνονται δύο For Loop που δηµιουργούν ένα πίνακα δύο διαστάσεων χρησιµοποιώντας την συνάρτηση τυχαίων αριθµών Παράδειγµα ηµιουργείστε ένα VI το οποίο να συνδέει δύο πίνακες και να βρίσκει το στοιχείο στη µέση του συνδεδεµένου πίνακα. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 54

55 1. Ανοίξτε ένα καινούριο VI. 2. Τοποθετήστε τα αντικείµενα όπως παρουσιάζονται στο Front panel. 3. ηµιουργείστε το Block Diagram όπως φαίνεται παρακάτω. Συνάρτηση Build Array (Array & Cluster menu). Σ' αυτήν την άσκηση δηµιουργεί ένα νέο πίνακα που αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία: Αρχικός πίνακας, Στοιχείο Ι, Στοιχείο 2, εύτερος πίνακας. Η µορφή της συνάρτησης όταν τοποθετείται στο διάγραµµα είναι Χρησιµοποιώντας το Positioning tool µπορείτε να µεγεθύνετε το αντικείµενο αυξάνοντας τις εισόδους του. Επίσης, κάνοντας pop-up στο αντικείµενο µπορείτε να αλλάξετε τις εισόδους του αντικειµένου, από terminal element σε terminal array επιλέγοντας Change το Array και το αντίστροφο. Συνάρτηση Array Size (Array & Cluster menu). Επιστρέφει τον αριθµό των στοιχείων από ένα πίνακα. Συνάρτηση Index Array (Array & Cluster menu). Επιστρέφει ένα συγκεκριµένο στοιχείο του πίνακα. 4. Τρέξτε το VI δοκιµάζοντας διάφορους αριθµούς, και αποθηκεύστε µε όνοµα Exercise Array.vi 5.2. Γραφήµατα Ένα graph indicator εµφανίζει έναν ή και περισσότερους πίνακες δεδοµένων. Στα Waveform Charts οι κυµατοµορφές σχεδιάζονται εκείνη την στιγµή ενώ στα Waveform Graphs οι κυµατοµορφές εµφανίζονται αφού πρώτα έχει δηµιουργηθεί ο πίνακας µέσο του οποίου θα δεχτούν τα δεδοµένα. Όπως στα διαγράµµατα έτσι και στα γραφήµατα µπορείτε να εµφανίσετε µία ή περισσότερες κυµατοµορφές. Τα Graph Indicators βρίσκονται στη παλέτα Array & Graph του Controls menu. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 55

56 Clusters Τµήµα Αυτοµατισµού, ΣΤΕΦ, ΤΕΙ Πειραιά Για να χρησιµοποιείτε τα γραφικά, είναι πολύ σηµαντικό να γνωρίζεται µία άλλη δοµή του LabView, το Cluster. Το cluster είναι µία δοµή δεδοµένων η οποία συγκεντρώνει δεδοµένα διαφορετικού τύπου. Μπορείτε να φαντάζεστε το cluster σαν ένα σωρό από καλώδια, όπως ένα τηλεφωνικό καλώδιο. Κάθε καλώδιο αντιπροσωπεύει ένα διαφορετικό στοιχείο του cluster. Η συνάρτηση Bundle, από το Array & Cluster menu, µαζεύει τα συστατικά του σχεδιαγράµµατος σε ένα cluster. Για ένα waveform graph, τα συστατικά περιλαµβάνουν την αρχική τιµή Χ, την τιµή dx και τον πίνακα Y Γραφήµατα µιας κυµατοµορφής Για απλά βασικά γραφήµατα, ένας πίνακας µε Ν τιµές µπορεί να περάσει κατευθείαν σε ένα wave graph. Αυτή η µέθοδος υποθέτει ότι η αρχική τιµή x και η τιµή dx είναι 0 και 1 αντίστοιχα. Το εικονίδιο του graph, µετά την σύνδεση, εµφανίζεται όπως ένα array indicator. Σε ένα waveform graph µπορείτε να σχεδιάσετε ένα cluster, το οποίο αποτελείται από την αρχική τιµή X, την τιµή dx και ένα πίνακα. Παρατηρήστε ότι το αντικείµενο του graph εµφανίζετε όπως ένα cluster indicator Γραφήµατα πολλών κυµατοµορφών Μπορείτε να περάσετε δεδοµένα σε ένα waveform graph πολλών κυµατοµορφών δηµιουργόντας ένα πίνακα. Όπως και στο προηγούµενο παράδειγµα, η µορφή αντικειµένου του graph είναι ανάλογη µε τον τύπο των δεδοµένων που συνδέθηκαν. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 56

57 Στο προηγούµενο παράδειγµα η αρχική τιµή Χ είναι 0 και η τιµή dx είναι 1 και για τους δύο πίνακες. Στο παρακάτω παράδειγµα η αρχική τιµή Χ και η τιµή dx είναι καθορισµένες για κάθε πίνακα. Και οι δύο αυτοί παράµετροι δεν χρειάζονται να είναι ίσοι και για τις δύο οµάδες δεδοµένων XY Γραφήµατα Ένα XY Graph βρίσκεται στη παλέτα Array & Graphs του Controls menu. Το XY Graph, ένας άλλος τύπος γραφήµατος του LabVIEW, είναι ένα γενικότερου σκοπού καρτεσιανό γράφηµα ιδανικό για παρουσίαση πολλών δεδοµένων όπως κυκλικά σχήµατα ή κυµατοµορφές µε διαφορετικές βάσεις. Πρέπει να είστε πολλοί προσεκτικοί στην χρήση των δύο τύπων γραφηµάτων, Graphs και XY Graphs, γιατί έχουν διαφορετικούς τύπους εισόδου. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 57

58 Η συνάρτηση Bundle συνενώνει τους πίνακες X και Y σε ένα cluster και στη συνέχεια συνδέεται σε ένα XY Graph. Τα συστατικά του XY Graph αποτελούνται µε δεδοµένα δύο πινάκων, X και Y, από πάνω µέχρι κάτω. Όπως παρατηρείτε στο παράδειγµα, το αντικείµενο του XY Graph εµφανίζεται όπως ένα cluster indicator Παράδειγµα ηµιουργήστε ένα VI να µετράει θερµοκρασία κάθε 0.25 δευτερόλεπτα. Κατά την διάρκεια της συλλογής των µετρήσεων, το VI να εµφανίζει τις µετρήσεις σε πραγµατικό χρόνο σε ένα Waveform Chart. Μετά την ολοκλήρωση των µετρήσεων, το VI να σχεδιάζει τα δεδοµένα σε ένα Graph και να υπολογίζει την µεγαλύτερη, την µικρότερη και την µέση τιµή της θερµοκρασίας. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 58

59 1. Ανοίξτε και δηµιουργείστε ένα νέο Panel όπως φαίνεται παραπάνω 2. ηµιουργήστε το block diagram όπως παρουσιάζεται παρακάτω. Η συνάρτηση Array Max & Min (Array & Cluster menu) σε αυτήν την άσκηση επιστρέφει την µεγαλύτερη και την µικρότερη τιµή της θερµοκρασίας που µετρήθηκε κατά την διάρκεια της συλλογής µετρήσεων. Το Mean & Standard Deviation VI (Analysis \ Statistics menu) σε αυτήν την άσκηση επιστρέφει την µέση τιµή των µετρήσεων της θερµοκρασίας. 3. Τρέξτε διαδοχικές φορές το VI και παρατηρείστε τις αλλαγές των αποτελεσµάτων στα indicators. 4. Κλείστε και αποθηκεύστε το VI µε όνοµα Temp Graph.vi. Ασκήσεις 1. Σχεδιάστε ένα VI, το οποίο να δηµιουργεί ένα πίνακα µε 50 τυχαίους αριθµούς και να τυπώνει ένα τµήµα του πίνακα. Για παράδειγµα, να. τυπώνονται οι αριθµοί από το 5 στοιχείο του πίνακα µέχρι το 10 στοιχείο. Χρησιµοποιήστε την συνάρτηση Array Subset (Array & Cluster menu). Αποθηκεύστε το VI µε όνοµα Subset Random Array.vi. 2. Σχεδιάστε ένα VI, το οποίο να δηµιουργεί ένα πίνακα 2 διαστάσεων (3 γραµµές µε 10 στήλες) µε τυχαίους αριθµούς. Στην συνέχεια δηµιουργήστε τρεις πίνακες όπου ο καθένας θα περιέχει µία γραµµή από τον αρχικό πίνακα και τα δεδοµένα του να εµφανίζονται σε ένα graph (το front panel θα περιέχει τρία graphs). Αποθηκεύστε το VI µε όνοµα Index Random Array.vi. 3. ηµιουργήστε ένα VI να µετράει θερµοκρασία κάθε ένα δευτερόλεπτο. Κατά την διάρκεια της συλλογής των µετρήσεων, το VI να εµφανίζει τις µετρήσεις σε πραγµατικό χρόνο καθώς και το άνω και κάτω όριο της µετρούµενης θερµοκρασίας. Θα πρέπει να µπορείτε να αλλάζετε τα όρια αυτά κατά την διάρκεια της µέτρησης. Αν η θερµοκρασία ξεπερνάει τα όρια να ανάβει ένα LED. Μετά την ολοκλήρωση των µετρήσεων, το VI να υπολογίζει την µεγαλύτερη, την µικρότερη ναι την µέση τιµή της θερµοκρασίας. Ονοµάστε το VI Temperature Limits.vi. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 59

60 6. Σειρές και Αρχεία 6.1. Strings (Σειρές) Τµήµα Αυτοµατισµού, ΣΤΕΦ, ΤΕΙ Πειραιά Ένα string είναι µία σειρά από ASCII χαρακτήρες. Πολλές φορές µπορείτε να χρησιµοποιήσετε strings για περισσότερες λειτουργίες από ότι απλά µηνύµατα κειµένου. Στον έλεγχο, περνάτε αριθµητικά δεδοµένα σαν strings χαρακτήρες. Η αποθήκευση αριθµητικών δεδοµένων στο δίσκο επίσης απαιτεί strings. Πρέπει πρώτα να µετατρέπετε τους αριθµούς σε strings πριν τους αποθηκεύσετε σε ένα αρχείο στο δίσκο ηµιουργία Strings Controls και Indicators Το String Control και το String Indicator, βρίσκονται στη παλέτα String & Path του Controls menu. Μπορείτε να γράψετε ή να αλλάξετε ένα κείµενο µέσα σε ένα string control χρησιµοποιώντας το Operating tool ή το Labeling tool. Για να µεγεθύνεται ένα string control ή indicator χρησιµοποιήστε το Positioning tool "τραβώντας" την γωνία του αντικείµενου. Αν χρειάζεται να ελαχιστοποιήσετε το χώρο που καταλαµβάνει ένα string, control ή indicator, στο front panel µπορείτε να χρησιµοποιήσετε την επιλογή Show Scrollbar από το pop-up menu του αντικειµένου. Αν αυτή η παράµετρος είναι απενεργοποιηµένη και δεν φαίνεται όλο το string στο front panel τότε πρέπει να αυξήσετε τις διαστάσεις του αντικειµένου Ένα Πλήρες Παράδειγµα Θα δηµιουργήσετε ένα VI να µετατρέπει έναν αριθµό σε ένα string, να συνδέει το string αυτό µε άλλα strings σε ένα ενιαίο string. Το VI ακόµα θα υπολογίζει το µήκος του ενιαίου string. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 60

61 1. Ανοίξτε ένα νέο panel.. 2. ηµιουργήστε το front panel όπως φαίνεται παραπάνω. 3. ηµιουργήστε το block diagram όπως φαίνεται παραπάνω. Η συνάρτηση Format & Append (String menu) µετατρέπει τον αριθµό που έχετε καθορίσει στο digital control σε ένα string. Η συνάρτηση Concatenate Strings (String menu) συνδέει όλα τα string εισόδου σε ένα ενιαίο string. Για να αυξήσετε τις εισόδους της συνάρτησης µεγεθύνετε το αντικείµενο µε το Positioning tool. Η συνάρτηση String Length (String menu) επιστρέφει τον αριθµό των χαρακτήρων που βρίσκονται µέσα σε ένα string. 4. Επιστρέψτε στο front panel, δώστε τιµές στα δύο string controls και στο digital control και τρέξτε το VI. 5. Αποθηκεύστε και κλείστε το VI, µε όνοµα Build String.vi. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 61

62 6.2. Αρχεία (Files Ι/Ο) Τµήµα Αυτοµατισµού, ΣΤΕΦ, ΤΕΙ Πειραιά Οι λειτουργίες εισόδου-εξόδου ενός αρχείου αποθηκεύουν και ανακτούν πληροφορίες από ένα αρχείο στο δίσκο. Η έκδοση του LabVIEW, LabView Student Edition, παρέχει απλές συναρτήσεις για να χειρίζεστε σχεδόν όλες τις λειτουργίες εισόδου-εξόδου ενός αρχείου. Αυτές οι συναρτήσεις βρίσκονται στη παλέτα File & Error του Functions menu ηµιουργώντας ένα Αρχείο Spreadsheet 1. Φτιάξτε ένα VI να δηµιουργεί δύο πίνακες δεδοµένων και να δίνει της κυµατοµορφές τους σε ένα γράφηµα. Στην συνέχεια να αποθηκεύει τους πίνακες σε ένα αρχείο οπού κάθε στήλη θα περιέχει έναν πίνακα δεδοµένων. Το front panel και το block diagram παρουσιάζονται παρακάτω. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 62

63 Το VI Write to Spreadsheet File (File & Error menu) αλλάζει το πίνακα δυο διαστάσεων σε ένα string spreadsheet και το αποθηκεύει σε ένα αρχείο. Σε περίπτωση που δεν έχετε καθορίσει το όνοµα του αρχείου στην αντίστοιχη παράµετρο του αντικείµενου, θα εµφανιστεί ένα πλαίσιο διαλόγου που θα σας ζητάει να επιλέξετε το όνοµα του αρχείου στο οποίο θα αποθηκευτούν τα δεδοµένα Το Boolean Constant (Structs & Constant menu) έχοντας τιµή TRUE µετατοπίζει τις γραµµές του πίνακα σε στήλες πριν αποθηκεύσει τα δεδοµένα στο αρχείο. Για να αλλάξετε την τιµή της σταθεράς από False σε TRUE και το αντίστροφο χρησιµοποιήστε το Positioning tool. 2. Επιστρέφοντας στο front panel εκτελεστέ το VI. Μετά την εκτέλεση του Loop και την δηµιουργία του πίνακα δύο διαστάσεων θα εµφανιστεί ένα πλαίσιο διαλόγου και θα ζητάει να επιλέξετε το όνοµα του αρχείου στο οποίο θα αποθηκευτούν τα δεδοµένα. Σηµείωση Μην αποθηκεύετε αρχεία µέσα σι βιβλιοθήκες : καταστρέφονται..llb, από Vis γιατί οι βιβλιοθήκες 3. Αποθηκεύστε το VI µε όνοµα Graph Sine Array to File.vi και κλείστε το VI ιαβάζοντας ένα Αρχείο Spreadsheet 1. ηµιουργήστε ένα VI να διαβάζει τα δεδοµένα του αρχείου από το προηγούµενο παράδειγµα και να τα εµφανίζει σε ένα γράφηµα. Το front panel είναι ίδιο µε το προηγούµενο ενώ το block diagram παρουσιάζεται παρακάτω. Το VI Read from Spreadsheet File (File & Error menu) διαβάζει τα δεδοµένα από το αρχείο και τα παρουσιάζει σε µορφή αριθµητικού πίνακα δύο διαστάσεων, όπως ήταν τα δεδοµένα πριν την αποθήκευση στο αρχείο. Σε περίπτωση που δεν έχετε καθορίσει το όνοµα του αρχείου στην αντίστοιχη παράµετρο του αντικείµενου, θα εµφανιστεί ένα πλαίσιο διαλόγου που θα σας ζητάει να επιλέξετε το όνοµα του αρχείου από το οποίο θα διαβαστούν τα δεδοµένα. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 63

64 2. Η σταθερά Boolean Constant ενεργοποιείται σε κατάσταση TRUE για να µετατοπίσει τις στήλες του πίνακα, από το αρχείο, σε γραµµές ώστε να εµφανιστούν σωστά στο γράφηµα τα δεδοµένα. 3. Επιστρέψτε στο front panel και τρέξτε το VI. Από το πλαίσιο διαλόγου επιλέξτε το αρχείο που δηµιουργήσατε προηγούµενα και παρατηρείστε τα δεδοµένα στο γράφηµα. 4. Αποθηκεύστε το VI µε όνοµα Read File.vi και κλείστε το VI. Ασκήσεις 1. Χρησιµοποιώντας την συνάρτηση Get Date/Time String από τη παλέτα Time & Dialog, του Functions menu, η ηµεροµηνία του συστήµατος εµφανίζεται σε µορφή mm/dd/yy. ηµιουργήστε ένα VI να εµφανίζει την ηµεροµηνία σε µορφή dd/mm/yy χρησιµοποιώντας τις κατάλληλες συναρτήσεις χειρισµού strings. Αποθηκεύστε το VI µε όνοµα Get Date.vi. 2. Σχεδιάστε ένα VI να δηµιουργεί τρεις πίνακες των 50 στοιχείων ο καθένας από τυχαίους αριθµούς χρησιµοποιώντας τη συνάρτηση Random Number[0-1]. Τα δεδοµένα του πρώτου πίνακα θα είναι οι τυχαίοι αριθµοί από την αντίστοιχη συνάρτηση. Τα δεδοµένα του δεύτερου πίνακα θα είναι οι τυχαίοι αριθµοί πολλαπλασιαζόµενοι µε το 2 και τα δεδοµένα του τρίτου πίνακα θα είναι οι τυχαίοι αριθµοί πολλαπλασιαζόµενοι µε το 3. Μετά το τέλος της διαδικασίας, οι πίνακες να αποθηκεύονται σε αρχείο µε όνοµα Numbers.txt. Στη συνέχεια, το VI να διαβάζει το αρχείο από το δίσκο, να εµφανίζει τους πίνακες σε ένα graph και να υπολογίζει το µεγαλύτερο, το µικρότερο και το µέσο αριθµό για κάθε πίνακα. Αποθηκεύστε το VI µε όνοµα Get Mean-Max-Min.vi. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 64

65 7. Εργαστηριακές Ασκήσεις Σε αυτό το κεφάλαιο του εγχειριδίου θα µάθετε να παίρνετε µετρήσεις από πραγµατικά µεγέθη χρησιµοποιώντας το LabVIEW. Για την απόκτηση των µετρήσεων απαιτείται να έχετε εγκαταστήσει στον υπολογιστή σας µια κάρτα συλλογής µετρήσεων. Οι εργαστηριακές ασκήσεις των επόµενων τριών παραγραφών έχουν υλοποιηθεί χρησιµοποιώντας την κάρτα Lab-PC+ της National Instruments. Στην παρακάτω εικόνα εµφανι4εται ο I/O Connector της κάρτας Lab-PC+ Επιλέγετε τους κατάλληλους ακροδέκτες, από την αντίστοιχη κάρτα επαφών σύνδεσης, ανάλογα µε το χειρισµό των σηµάτων. Για να µπορείτε να χρησιµοποιείτε µία κάρτα συλλογής µετρήσεων πρέπει πρώτα να κάνετε την εγκατάσταση του λογισµικού drivers- της κάρτας στο σύστηµα του υπολογιστή σας. Κατά την διαδικασία της εγκατάστασης η κάρτα Ιlab-PC+ έχει δηλωθεί ως Device 1 και το εύρος της αναλογικής τάσης εισόδου έχει καθοριστεί ±5 Volts. Στις ασκήσεις που ακολουθούν θα χρησιµοποιήσετε έτοιµες συναρτήσεις, VIs, του LabVIEW για το χειρισµό αναλογικών σηµάτων εισόδου και ψηφιακών σηµάτων εισόδου-εξόδου. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 65

66 7.1. Συλλογή Μετρήσεων από Αναλογική Είσοδο Στην άσκηση αυτή θα µετρήσετε ένα απλό αναλογικό σήµα από ένα τροφοδοτικό. 1. Ανοίξτε ένα νέο front panel. 2. ηµιουργήστε το front panel και το block diagram όπως παρουσιάζονται παρακάτω 3. Επιβεβαιώστε ότι το τροφοδοτικό δεν είναι σε κατάσταση λειτουργίας. Συνδέστε το (+) του σήµατος στον ακροδέκτη 1 και την γείωση (-) στον ακροδέκτη 2, στην κάρτα επαφών σύνδεσης για να διαβάσετε το σήµα από το αναλογικό κανάλι εισόδου #0. Το VI ΑΙ Sample Channel από τη παλέτα Data Acquisition (Functions menu) διαβάζει ένα απλό αναλογικό σήµα. Στις παραµέτρους εισόδου του VI πρέπει να ορίσετε τον αριθµό που έχει οριστεί η κάρτα στο σύστηµα [1], το κανάλι που θα γίνει το διάβασµα και τα αριθµητικά όρια του σήµατος εισόδου. 4. Ενεργοποιείστε την λειτουργία του τροφοδοτικού και δώστε τάση µέχρι 5 Volts. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 66

67 Σηµείωση Προσοχή!!! Μην ξεπεράσει η τάση που θα. διαβάσει η κάρτα τα 5 Volts. 5. Τρέξτε το VI και παρατηρείστε την τιµή της µέτρησης στο digital indicator 6. Αποθηκεύστε και κλείστε το VI µε όνοµα AI Single Point.vi Συλλογή Μετρήσεων από Γεννήτρια Σηµάτων Στην άσκηση αυτή θα διαβάσετε ένα σήµα ηµιτονοειδής µορφής από µία γεννήτρια σηµάτων 1. Ανοίξτε ένα νέο front panel. 2. ηµιουργήστε το front panel και το block diagram όπως παρουσιάζονται παρακάτω. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 67

68 3. Συνδέστε το (+) του σήµατος στον ακροδέκτη 1 και την γείωση (-) στον ακροδέκτη Ρυθµίστε την γεννήτρια για παραγωγή ηµιτονοειδούς σήµατος όχι µεγαλύτερο από ±5 Volts. Με το VI ΑΙ Acquire Waveforms από τη παλέτα Data Acquisition (Functions menu) µπορείτε να διαβάσετε τέτοιου τύπου αναλογικά σήµατα. Στις παραµέτρους εισόδου του VI πρέπει να ορίσετε τον αριθµό που έχει οριστεί η κάρτα στο σύστηµα [1], το κανάλι που θα γίνει το διάβασµα, τον αριθµό των δειγµάτων που θα διαβάζει το κανάλι, την ταχύτητα σάρωσης ανά λεπτό και τα αριθµητικά όρια του σήµατος εισόδου. 5. Τρέξτε το VI και παρατηρείστε την κυµατοµορφή στο graph indicator. 6. Αλλάξτε το είδος της κυµατοµορφής από την γεννήτρια κατά την διαδικασία εκτέλεσης του VI. 7. Αποθηκεύστε και κλείστε το VI µε όνοµα ΑΙ Functions Generator.vi Χειρισµός Ψηφιακών Εισόδων-Εξόδων Στην άσκηση αυτή θα χειριστείτε τις ψηφιακές εισόδους-εξόδους της κάρτας Lab- PC+. Η κάρτα αυτή διαθέτει 3 πόρτες I/O των 8 bites, Port Α, Port Β και Port C. Επίσης πρέπει να γνωρίζετε ότι οι ψηφιακοί είσοδοι της κάρτας είναι σε κατάσταση Normally High, δηλαδή σε κατάσταση ηρεµίας η στάθµη της πόρτας είναι στα 5 Volts. 1. Συνδέστε το Kit της άσκησης για τα ψηφιακά Ι/Ο. 2. Ανοίξτε το Exercise Digital I/O.vi από την βιβλιοθήκη MyLib.llb. 3. Το front panel και το οblock diagram εµφανίζονται παρακάτω. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 68

69 Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 69

70 4. Το Kit της άσκησης αυτής έχει σχεδιαστεί να χρησιµοποιεί την Port 0 για διάβασµα, digital Input και την Port 2 για γράψιµο, Digital Output. 5. ώστε την τιµή Ο στο port munber και τοποθετήστε τον διακόπτη λειτουργίας στη θέση Read για να εκτελέσετε ψηφιακή είσοδο. 6. Τρέξτε το VI. Στο digital indicator -Είσοδος- (Port 0) παρατηρείτε οκτώ 1 λόγω της αρχικής κατάστασης της πόρτας. Πατήστε οποιοδήποτε Button από το Kit εργασίας και παρατηρείστε το αποτέλεσµα στο digital indicator -Είσοδος-. Οταν ένας 1 γίνει 0 ] σηµαίνει ότι στο αντίστοιχο bit της Port Α έγινε ψηφιακή είσοδος. 7. Πατήστε το Button ΤΕΛΟΣ για να σταµατήσετε την διαδικασία εκτέλεσης του VI. 8. ώστε την τιµή 2 στο port number, και τοποθετήστε τον διακόπτη λειτουργίας στη θέση Write για να εκτελέσετε ψηφιακή έξοδο. 9. Τρέξτε το VI. Στο digital indicator -Έξοδος- (Port 2) παρατηρείτε τα οκτώ LEDs της πόρτας σε κατάσταση ΟΝ. Πληκτρολογείστε 1 και 0 στο digital indicator -Έξοδοςανάλογα ποια bits θέλετε να ενεργοποιήσετε και παρατηρείστε τα LEDs στο Kit εργασίας. 10. Πατήστε το Button ΤΕΛΟΣ για να σταµατήσετε την διαδικασία εκτέλεσης του VI. 11. Ενεργοποιείστε το παράθυρο του block diagram και χρησιµοποιώντας την βοήθεια, <Ctrl + H>, µελετήστε την άσκηση Χειρισµός Σειριακής Θύρας Όπως αναφέραµε στην παράγραφο 2.3 του κεφαλαίου 2, η σειριακή επικοινωνία είναι άλλος ένας δηµοφιλής τρόπος µετάδοσης δεδοµένων µεταξύ δύο υπολογιστών, ή µιας περιφερειακής µονάδας όπως ένα προγραµµατιζόµενο όργανο. Αυτή η επικοινωνία χρησιµοποιεί την ενσωµατωµένη σειριακή θύρα στον υπολογιστή σας. Η σειριακή βιβλιοθήκη του LabVIEW (Serial Library) περιλαµβάνει υπό προγράµµατα, VIs, που χρησιµοποιούνται για χειρισµούς σειριακής θύρας. Στην άσκηση αυτή θα συνδέσετε τις σειριακές θύρες, COM2, δύο υπολογιστών και θα ανταλλάσσετε µηνύµατα. 1. Συνδέστε την σειριακή του ενός υπολογιστή µε το άλλο χρησιµοποιώντας το κατάλληλο καλώδιο. 2. Ανοίξτε το Exercise Serial Port.vi από τη βιβλιοθήκη MyLib.llb. 3. Το front panel και το block diagram εµφανίζονται παρακάτω. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 70

71 4. Τρέξτε το VI και στους δυο υπολογιστές. 5. Πληκτρολογήστε το µήνυµα που θέλετε στο string control -Χαρακτήρες για τη Σειριακή- και πατήστε το Button ΣΤΕΙΛΕ. Στον άλλο υπολογιστή θα παρατηρήσετε στο string indicator -Χαρακτήρες από τη Σειριακή- το αντίστοιχο µήνυµα. 6. Εκτελέστε αυτή την διαδικασία µερικές φορές παρατηρώντας τα Bytes του κάθε µηνύµατος. 7. Σταµατήστε την λειτουργία του προγράµµατος πατώντας το Button ΤΕΛΟΣ. 8. Ενεργοποιείστε το παράθυρο του block diagram και χρησιµοποιώντας την βοήθεια, <Ctrl + H>, µελετήστε την άσκηση. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 71

72 8. Το Καταγραφικό δεδοµένων LOGGER IV 8.1. Το καταγραφικό και οι λειτουργίες του Τo Logger-IV είναι ένας ελεγκτής θερµοκρασίας και τάσεως (δύο εισόδων) µε έλεγχο άνω και κάτω ορίου σε κάθε είσοδο. Εχει τη δυνατότητα της καταγραφής των τιµών των εισόδων του ανά προκαθορισµένα χρονικά διαστήµατα, να γράφει τα δεδοµένα σε τοπική µνήµη, και να µεταδίδει τα στοιχεία του σε έναν υπολογιστή, όποτε αυτό ζητηθεί. Μπορεί να χρησιµοποιηθεί σε ποικιλία εφαρµογών µέτρησης και ελέγχου. "Καρδιά" του συστήµατος είναι ο µικροϋπολογιστής PIC16C711 ο οποίος διαθέτει ενσωµατωµένους µετατροπείς σήµατος από αναλογικό σε ψηφιακό. Η συσκευή διαθέτει 2 εισόδους. Η µία µετρά θερµοκρασία ανά 2 βαθµούς Κέλβιν µε τη βοήθεια ενός LM335, και η άλλη τάσεις από 0 έως 5V dc ανά 20mV. Η πλακέτα αντέχει θερµοκρασία µέχρι 40 C. Η συσκευή έχει 3 πλήκτρα, 2 ενδεικτικά led για την απεικόνιση της αποστολής και λήψης δεδοµένων µέσω της σειριακής πόρτας της συσκευής, και µια οθόνη LCD (Liquid Crystal Display) 1 γραµµής των 18 χαρακτήρων. Η µεταβολή της τάσης εισόδου στην αναλογική είσοδο µέτρησης τάσης επιτυγχάνεται µε την βοήθεια ποτενσιόµετρου το οποίο είναι τοποθετηµένο στην πρόσοψη της συσκευής. Ετσι, δεν χρειάζεται να διαθέτει κάποιος εξωτερικό τροφοδοτικό για να δώσει είσοδο στο αναλογικό κανάλι µέτρησης τάσης της συσκευής. Η µεταβολή της θερµοκρασίας επιτυγχάνεται µε την θέρµανση ενός ακροδέκτη ο οποίος βρίσκεται στο αριστερό µέρος της συσκευής και εφάπτεται µε το ολοκληρωµένο LM355 το οποίο µετατρέπει την θερµοκρασία σε τάση, έτσι ώστε να µπορεί να µετρηθεί η τιµή της θερµοκρασίας από το αναλογικό κανάλι µέτρησης θερµοκρασίας. Η συσκευή δέχεται τροφοδοσία από Pack των 5V dc. To Logger-IV έχει τρεις τρόπους λειτουργίας: α) οκιµαστικό σειριακής επικοινωνίας µε υπολογιστή β) Καταγραφικό σε Αυτόνοµη λειτουργία (Stand Alone Mode) γ) Καταγραφικό σε Σύνδεση µε υπολογιστή (On line Mode) Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 72

73 8.2. οκιµαστικό σειριακής επικοινωνίας µε υπολογιστή (PC) Πολλές φορές, όταν επιχειρούµε να γράψουµε ένα πρόγραµµα στον υπολογιστή το οποίο θα στέλνει χαρακτήρες µέσω της σειριακής πόρτας προς µια εξωτερική συσκευή ελέγχου, ή έναν δεύτερο υπολογιστή, είναι απαραίττητο να µπορούµε να ξέρουµε τι εξάγεται από τον υπολογιστή µας. Είναι πολύ πιθανόν να µην έχουµε γράψει σωστά το πρόγραµµα µας και να µην εξάγονται δεδοµένα. Στις περιπτώσεις αυτές είναι πολύ χρήσιµο να έχουµε µια δοκιµαστική συσκευή η οποία να συνδέεται στην σειριακή πόρτα του υπολογιστή µας και να απεικονίζει τα δεδοµέναχαρακτήρες που στέλνουµε προς τα έξω. Τo Logger IV µπορεί να λειτουργήσει ώς δοκιµαστικό σειριακής επικοινωνίας. Για µπεί στην κατάσταση της λειτουργίας αυτής πρέπει πριν τροφοδοτηθεί µε τάση να έχουµε τοποθετήσει το βραχυκυκλωτήρα (jumper) που βρίσκεται στο πίσω µέρος της συσκευής. Οταν η συσκευή τροφοδοτηθεί µε τάση τότε στην οθόνη εµφανίζονται τα εισαγωγικά µηνύµατα χαιρετισµού και αµέσως µετά η οθόνη σβήνει περιµένοντας δεδοµένα από την σειριακή πόρτα του υπολογιστή. Πάντοτε στην σύνδεση δύο σειριακών συσκευών η µία εκ των δύο να είναι κλειστή όταν τοποθετούµε τα βύσµατα του σειριακού καλωδίου. Οταν όλα τα παραπάνω έχουν γίνει κανονικά, η συσκευή µπορεί να απεικονίσει µέχρι 16 συνεχόµενους χαρακτήρες. Οταν η οθόνη γεµίσει τότε καθαρίζεται και ξεκινά την απεικόνιση των επόµενων χαρακτήρων από τα αριστερά προς τα δεξιά. Η εξαγωγή χαρακτήρων από τον υπολογιστή προς την συσκευή µέσω σειριακής επικοινωνίας µπορεί να γίνει µε την χρήση απλών προγραµµάτων επικοινωνίας, όπως Procom, Norton Terminal, Windows Terminal, Telix, κ.α., είτε µε πρόγραµµα φτιαγµένο στο περιβάλλον LabView Student Edition Καταγραφικό σε Αυτόνοµη λειτουργία (Stand Alone Mode) Τo Logger-IV µετρά συνεχώς τις τιµές των δύο εισόδων του. Συγχρόνως η µέτρηση από κάθε είσοδο συγκρίνεται µε δύο όρια (άνω και κάτω όριο). To display µπορεί να δείξει τις εισόδους ή τα όρια τους καθώς και τις ρυθµίσεις για το ρυθµό δειγµατοληψίας και το ρολόι. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 73

74 Πίνακας 1 Α Θερµοκρασία Β Τάση C Κάτω όριο θερµοκρασίας D Πάνω όριο θερµοκρασίας Ε Κάτω όριο τάσης F Πάνω όριο τάσης AC Χρόνος και τρόπος καταγραφής, όπως περιγράφεται παρακάτω AF >> EC >> EF >> Οχχχ Μέρες από την αρχή της καταγραφής Ρολόι, ώρες-λεπτά Ρολόι, λεπτά-δευτερόλεπτα. ιακρίνονται εύκολα από τα δευτερόλεπτα που αλλάζουν Πατώντας το µεσαίο πλήκτρο καθορίζουµε το τι θα δείχνει το display. Αν δείχνει κάποιο από τα όρια πατώντας το αριστερό ή το δεξί πλήκτρο µπορούµε να το κατεβάσουµε ή να το ανεβάσουµε αντίστοιχα. Η επόµενη επιλογή ρυθµίζει την λειτουργία του Logger-IV καταγραφικού στοιχείων. Οπως αναφέραµε και στην αρχή, εκτός από την λειτουργία του σαν απλός ελεγκτής, το Logger IV µπορεί να αποθηκεύει τις τιµές των εισόδων του ανά προκαθορισµένα χρονικά διαστήµατα. Η καταγραφή γίνεται σε µνήµη τύπου EEPROM, η οποία δεν χάνει τα περιεχόµενα της ακόµα κι αν κοπεί η τάση τροφοδοσίας. Η µνήµη έχει αρκετό χώρο για 1000 µετρήσεις 2 εισόδων. Ετσι εάν λ.χ. µετράτε κάθε 1 λεπτό µπορούν να καταγραφούν στοιχεία για 16 ώρες και 40 λεπτά, εάν µετράτε κάθε 1 ώρα θα καταγραφούν στοιχεία για 42 µέρες περίπου. Η καταγραφή είναι κυκλικά δηλαδή όταν η µνήµα γεµίσει αρχίζει να γράφει από την αρχή. Με τον τρόπο αυτό, αν κάποιο χρησιµοποιεί το Logger IV για να παρακολουθεί µονίµως κάποια εγκατάσταση και συµβεί κάποια ανωµαλία µπορεί να δεί την ιστορία του συµβάντος. Για να ρυθµίσουµε την λειτουργία καταγραφής πιέζουµε το µεσαίο πλήκτρο µέχρι να δούµε στο display κάποιο από τα ζεύγη χαρακτήρων: AC, AF, κλπ. Το αριστερό πλήκτρο αλλάζει τον τρόπο καταγραφής σύµφωνα µε τον παρακάτω πίνακα. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 74

75 Πίνακας 2 AC AF EC EF All Cyclically Καταγράφει συνεχώς, σύµφωνα µε το ορισµένο διάστηµα. Οταν η µνήµη γεµίσει συνεχίζει κυκλικά All Finite Οπως παραπάνω, αλλά όταν η µνήµη γεµίσει σταµατά η καταγραφή On Error, Cyclically Καταγραφή κυκλικά, όσο κάποια είσοδος είναι εκτός ορίων On Error, Finite Οπως παραπάνω, αλλά σταµατά όταν η µνήµη γεµίσει Οταν το Logger-ΙV ρυθµιστεί να καταγράφει όταν οι είσοδοι του είναι εκτός ορίων, κάθε φορά που οι είσοδοι µπαίνουν ή βγαίνουν στα όρια καταγράφεται ο χρόνος και οι τιµές των εισόδων. Οσο οι είσοδοι είναι εκτός ορίων το σύστηµα καταγράφει στο προκαθορισµένο χρονικό διάστηµα. Πίνακας 2 Με το δεξί πλήκτρο επιλέγουµε το διάστηµα καταγραφής σύµφωνα µε τον πίνακα που ακολουθεί. "0" σηµαίνει να µην γίνεται καταγραφή. Αν αλλάξουµε τον χρόνο καταγραφής ενώ το Logger-IV ήδη γράφει στη µνήµη του, η εγγραφή συνεχίζεται από το ίδιο σηµείο της µνήµης µε τον νέο χρόνο καταγραφής. Η αντιστοιχία ανάµεσα στους χρόνους καταγραφής και την ένδειξη είναι: Πίνακας 3 Ενδειξη Χρονικό ιάστηµα ειγµατοληψίας 1 00:00: :00: :01: :02: :05: :15: :30: :00:00 Όταν πιέσουµε και πάλι το µεσαίο πλήκτρο πηγαίνουµε στην ένδειξη ηµερών από την έναρξη της καταγραφής (Πίνακας 1). Το αριστερό και δεξιό πλήκτρο κατεβάζουν την ένδειξη αντίστοιχα. Οι επόµενες δύο ενδείξεις (Πίνακας 2) αφορούν το ρολόϊ. Μπορούµε να βλέπουµε στο display, όση ώρα εργάζεται το καταγραφικό, είτε ώρες-λεπτά είτε λεπτάδευτερόλεπτα. Εδώ τα ακριανά πλήκτρα λειτουργούν λίγο διαφορετικά: το καθένα ανεβάζει την ένδειξη που βρίσκεται από την πλευρά του. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 75

76 8.4. Καταγραφικό σε Σύνδεση µε υπολογιστή (On Line Mode) Τα στοιχεία που καταγράφονται µπορούν να µεταφερθούν σε προσωπικό υπολογιστή για παραπέρα επεξεργασία. Τo Logger IV διαθέτει θύρα τύπου RS232 για σύνδεση µε προσωπικό υπολογιστή (PC). Η σύνδεση γίνεται µε καλώδιο και βύσµατα των 9 επαφών, χωρίς αντιστροφή, δηλαδή ο ακροδέκτης 1 συνδέεται µε τον 1, ο 2 µε τον 2 κλπ. Με άλλα λόγια µπορεί κάποιος να χρησιµοποιήσει και καλωδιοταινία για την κατασκευή του καλωδίου. Αν η σύνδεση γίνει σε πόρτα των 25 επαφών µπορεί να χρησιµοποιηθεί ένας standard adaptor. Η επικοινωνία έχει τα εξής χαρακτηριστικά: Πίνακας 4 Baud rate Stop bits Parity Half Duplex = 4800 baud rate = 1 bit = no parity Συστήνουµε να κάνετε την σύνδεση µε ένα από τα δύο µηχανήµατα, τον υπολογιστή ή το Logger IV, σβηστό. Αν, για παράδειγµα, το καταγραφικό είναι σε λειτουργία: - Συνδέετε το καλώδιο Logger IV και στον υπολογιστή - Ανάβετε τον υπολογιστή - Τρέχετε το πρόγραµµα της αρεσκείας σας, π.χ. Cross Talk, Procom, Windows, Terminal, Norton Termina, κ.α. - Εξασφαλίζετε πως το πρόγραµµα επικοινωνίας έχει ρυθµιστεί µε τα χαρακτηριστικά του Τώρα µπορείτε να δώσετε εντολές. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 76

77 Εντολές από PC: Εντολές Περγραφή I: Read Inputs Με την εντολή αυτή το καταγραφικό στέλνει την κατάσταση των εισόδων του στον υπολογιστή. Οι είσοδοι στέλνονται ως δύο τριψήφιοι αριθµοί. Παράδειγµα: Ι σηµαίνει 245 βαθµοί Κέλβιν, 3.8Volts C: Clear Storage Pointer N: Next Value Οι δύο αυτές εντολές επιτρέπουν την διαχείριση των στοιχείων που έχουν µαζευτεί στην εσωτερική µνήµη. Ο µικροελεγκτής κρατά εσωτερικά έναν δείκτη προς την επόµενη θέση της µνήµης EEROM που πρόκειται να διαβαστεί ή να γραφεί. Με την εντολή C ο δείκτης αυτός παίρνει την τιµή 0, δηλαδή δείχνει στην πρώτη θέση της EEPROM. Με την εντολή Ν τα στοιχεία στα οποία δείχνει ο δείκτης στέλνονται στον υπολογιστή, και ο δείκτης προχωρά στην επόµενη θέση. Ετσι µπορεί κάποιος δίνοντας πρώτα C και µετά διαδοχικά Ν να διαβάσει όλες τις αποθηκευµένες τιµές. Στην µνήµη καταγράφονται είτε τιµές εισόδου, οπότε στέλνονται όπως και στην προηγούµενη περίπτωση; είτε χρόνοι. Αν η εγγραφή που διαβάζετε είναι χρόνος τότε στέλνεται µε την µορφή: Τ <µέρες? <ώρες> <λεπτά> <δευτερόλεπτα> Παράδειγµα: Τ Που σηµαίνει ότι η καταγραφή έγινε την 75η µέρα και ώρα 16:22:47 Αν δούµε ένδειξη θερµοκρασίας 510 βαθµών (αριθµός που φυσικά είναι αδύνατο να είναι θερµοκρασία) σηµαίνει ότι φτάσαµε στο τέλος της καταγραφής. Ε: Exit, return to local keyboard Sn: Set Interval and start R: Read RAM W: Write RAM To καταγραφικό επιστρέφει σε λειτουργία τοπικού πληκτρολογίου. To Logger-IV απαντά Bye και ενεργοποιεί πάλι το τοπικό πληκτρολόγιο. Η εντολή αυτή επιτρέπει την αρχή της λειτουργίας καταγραφής από τον υπολογιστή. 0 αριθµός n είναι ένας από τους χαρακτηριστικούς αριθµούς των διαστηµάτων καταγραφής, όπως αυτός περιγράφεται πιο πάνω. Η πρώτη µέτρηση γίνεται µόλις δωθεί η εντολή. Ετσι µπορεί να ρυθµιστεί µε ακρίβεια η χρονική στιγµή έναρξης. Με τις εντολές αυτές µπορούµε να ελέγξουµε όλα τα χαρακτηριστικά του καταγραφικού. ίνοντας: R<hex adr> οπού <hex adr> η δεκαεξαδική διεύθυνση της θέσης που θέλουµε να διαβάσουµε, παίρνουµε σαν απάντηση τα δεδοµένα που υπάρχουν σ'αυτή τη θέση, πάλι σε δεκαεξαδικό. ίνοντας: W <hex adrxhex data> όπου <hex adr> η δεκαεξαδική διεύθυνση της θέσης που θέλουµε να γράψουµε και <hex data> τα αντίστοιχα δεδοµένα, µπορούµε λ.χ. να αλλάξουµε τα όρια, να δούµε την τιµή του δείκτη προς την EEPROM κλπ. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 77

78 Οδηγίες: Πρέπει να είσαστε προσεκτικοί µε την συνδεσµολογία της τροφοδοσίας στην συσκευή. - Αποφύγετε τους κραδασµούς και τις δονήσεις στη συσκευή. - Μην δοκιµάσετε ακόµη την επικοινωνία του Logger-IV µε τον υπολογιστή (µην κάνετε καµία σύνδεση µέσω RS232). Αυτά αποτελούν το περιεχόµενο της επόµενης εργαστηριακής άσκησης. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 78

79 9. Ασκήσεις στο Καταγραφικό εδοµένων 9.1. Η σειριακή επικοινωνία Σκοπός Σκοπός της άσκησης αυτής είναι η εκµάθηση των εντολών που δέχεται το Logger-IV από τον υπολογιστή µέσω της σειριακής θύρας επικοινωνίας RS232. 9,1.2. Περιγραφή Για την υλοποίηση του παραπάνω σκοπού θα χρησιµοποιήσουµε το HyperTerminal των Windows. Το λογισµικό αυτό είναι από τα απλούστερα προγράµµατα επικοινωνίας που µπορούµε να συναντήσουµε στην αγορά. Θα το χρησιµοποιήσουµε για να επικοινωνήσουµε µε το καταγραφικό µέσω της θύρας RS232. Αφού τρέξετε το πρόγραµµα θα δείτε ένα παράθυρο όµοιο µε το ακόλουθο σχήµα. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 79

80 Σχήµα 1 Οι ρυθµίσεις που πρέπει να κάνετε φαίνονται στο Σχήµα 3 και στο Σχήµα 4. Σχήµα 2 Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 80

81 Σχήµα 3 Σχήµα 4 Τώρα είσαστε έτοιµοι να συνδέσετε το καλώδιο της σειριακής επικοινωνίας µε το καταγραφικό αφού πρώτα ελέγξετε ότι το τελευταίο δεν τροφοδοτείται µε τάση. Αφού κάνατε την σύνδεση του καλωδίου µε τον υπολογιστή και το καταγραφικό είσαστε έτοιµοι να συνδέσετε τάση στο καταγραφικό. Οταν το καταγραφικό τροφοδοτηθεί µε τάση τίθεται αυτόµατα σε κατάσταση stand alone mode, δηλαδή αυτόνοµου καταγραφικού. Για να επικοινωνήσουµε µέσω του προγράµµατος HyperTerminal αρκεί να πληκτρολογήσουµε µερικούς τυχαίους χαρακτήρες (περίπου δέκα γρήγορα κτυπήµατα είναι αρκετά) ώστε το καταγραφικό να δει πως έρχονται δεδοµένα στην σειριακή του θύρα και να γυρίσει σε λειτουργία επικοινωνίας µε τον υπολογιστή. Σε αυτή την κατάσταση απενεργοποιείται το τοπικό πληκτρολόγιο του καταγραφικού- θα επανέλθει µόλις διακόψουµε την επικοινωνία µε τον υπολογιστή δίνοντας την εντολή Ε. Σηµείωση: Εάν πληκτρολογείτε αλλά δεν µπορείτε να δείτε τους χαρακτήρες που εισάγεται στο παράθυρο του HyperTerminal τότε δώστε Alt-E (ενεργοποίηση του echo). οκιµάστε τώρα τις εντολές που περιγράφονται στην προηγούµενη άσκηση. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 81

82 9.2. Η σειριακή επικοινωνία ΙΙ Σκοπός Σκοπός της άσκησης αυτής είναι η κατανόηση σε βάθος των λειτουργιών που παρέχονται από το περιβάλλον LabView για τον χειρισµό της σειριακής επικοινωνίας του υπολογιστή µε µία οποιαδήποτε εξωτερική συσκευή. Επίσης η άσκηση σκοπεύει στην ανάπτυξη της δυνατότητας σας να γράφετε µία απλή εφαρµογή επικοινωνίας και να επικοινωνείτε έτσι µέσω του LabView µε το καταγραφικό Περιγραφή Για την επίτευξη του σκοπού της άσκησης κρίνεται σκόπιµο να γίνει µία αναλυτική περιγραφή όλων των συναρτήσεων του LabView Student Edition που σχετίζονται στο χειρισµό της σειριακής πόρτας του υπολογιστή Χειρισµός Σειριακής Θύρας στο LabVIEW To Labview µας δίνει τη δυνατότητα να χειριστούµε τις σειριακές θύρες του υπολογιστή µας. Αυτό είναι δυνατό µε την χρήση των έτοιµων λειτουργιών που βρίσκονται, όπως δείχνει και το Σχήµα 1, στο παράθυρο Serial Compatibility. Σχήµα 1 Η παλέτα της επιλογής Serial περιέχει τις λειτουργίες: Bytes At Serial Port, Serial Port Write, Serial Port Read, και Serial Port Init Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 82

83 Παρακάτω γίνεται επεξήγηση της κάθε λειτουργίας κάνοντας χρήση και του παραθύρου βοήθεια του προγράµµατος για περισσότερη εξοικείωση στη χρήση του Help. Σχήµα 2 Η λειτουργία Serial Port Init (Σχήµα 2) χρησιµοποιείται πάντα όταν θέλουµε να διαβάσουµε ή να γράψουµε δεδοµένα από και προς την σειριακή θύρα του υπολογιστή. buffer size Είσοδος τύπου NUM. Μπορεί να προέρχεται από digital control,από digital constant, ή από οποιαδήποτε άλλη πηγή NUM δεδοµένων. Υποδηλώνει το µέγεθος µνήµης RAM που θα αφιερωθεί για την προσωρινή αποθήκευση των δεδοµένων από και προς την σειριακή θύρα. Ενδεικτικές τιµές: από 1024 έως 10240, αλλά και µεγαλύτερες. port number Είσοδος τύπου NUM. Υποδηλώνει τον αύξοντα αριθµό της σειριακής πόρτας που θα χρησιµοποιήσουµε. Οι τιµές που δίνουµε µπορεί να είναι κάποια από τις παρακάτω: 0: COM1, 1: COM2, 2:COM3,...,8:COM9. baud rate Είσοδος τύπου NUM. Υποδηλώνει το ρυθµό µετάδοσης των δεδοµένων, την ταχύτητα δηλαδή µε την οποία τα δεδοµένα θα στέλνονται και θα λαµβάνονται από την σειριακή θύρα. Ενδεικτικές τιµές: 2400, 4800, 9600,..,κλπ., και αναφέρονται σε bits ανά δευτερόλεπτο (bits per second) data bits Είσοδος τύπου NUM. Υποδηλώνει τον αριθµό των bits των λέξεων στις οποίες θα τεµαχίζεται η µετακινούµενη πληροφορία. έχεται τιµές από 5 έως 8. stop bits Είσοδος τύπου NUM. έχεται την τιµή 0 για ένα stop bit και την τιµή 1 για δύο stop bits. Parity Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 83

84 Είσοδος τύπου NUM. έχεται την τιµή 0 για µη ισοτιµία ( no parity), την τιµή 1 για περιτή ισοτιµία (odd parity), και την τιµή 2 για άρτια ισοτιµία (even parity). error code Εξοδος τύπου NUM. ίνει την τιµή -1 όταν οι παραπάνω παράµετροι είναι εκτός περιοχής κανονικών τιµών, ή όταν η σειριακή πόρτα για λόγους του συστήµατος δεν µπορεί να αρχικοποιηθεί. Στην έξοδο αυτή µπορούµε να συνδέσουµε τη λειτουργία Simple Error Handler για να ειδοποιούµαστε για τον κωδικό λάθος αλλά και για την περιγραφή του. Σχήµα 3 Η λειτουργία Serial Port Read χρησιµοποιείται για να διαβάσουµε δεδοµένα από την σειριακή θύρα του υπολογιστή. Τα δεδοµένα τα υποδεχόµαστε στον buffer, του οποίου το µέγεθος το έχουµε προηγουµένως ορίσει, και είναι σε µορφή χαρακτήρων (strings). To τελευταίο σηµαίνει πως ακόµη και όταν διαβάζουµε αριθµούς αυτοί είναι σύµβολα και όχι νούµερα. port number Είσοδος τύπου NUM. Υποδηλώνει τον αύξοντα αριθµό της σειριακής θύρας από την οποία θα διαβάσουµε τα δεδοµένα (βλ. λειτουργία Serial Port Init παραπάνω). requested byte count Είσοδος τύπου NUM. Υποδηλώνει το πλήθος των χαρακτήρων που θα διαβαστούν από την σειριακή. Στην περίπτωση όπου δεν γνωρίζουµε πόσοι χαρακτήρες έχουν έρθει τη δεδοµένη στιγµή στην σειριακή θύρα τότε χρησιµοποιούµε την λειτουργία Bytes at Serial Port (βλ. παρακάτω) για να πάρουµε το τρέχον πλήθος των χαρακτήρων που έχουν προσέλθει στον buffer, δηλ. στο χώρο υποδοχής και συγκράτησης των δεδοµένων της θύρας. string read Εξοδος τύπου STRING. Παρέχει τους χαρακτήρες που διαβάσαµε από σειριακή θύρα µε την σειρά µε την οποία προσήλθαν στην θύρα. την error code Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 84

85 Εξοδος τύπου NUM. Οταν είναι διάφορος του µηδενός (0) υποδηλώνει πως έχει συµβεί λάθος. Οι κωδικοί λάθους αναφέρονται σε σχετικό πίνακα παρακάτω. Στην έξοδο αυτή µπορούµε επίσης να συνδέσουµε τη λειτουργία Simple Error Handler για να ειδοποιούµαστε για τον κωδικό λάθος αλλά και για την περιγραφή του. Σχήµα 4 Η λειτουργία Bytes at Serial Port µας παρέχει την πληροφορία για το πλήθος των χαρακτήρων που έχουν συσσωρευθεί στη δεδοµένη σειριακή θύρα. port number Είσοδος τύπου NUM. Υποδηλώνει τον αύξοντα αριθµό της σειριακής θύρας από την οποία θα διαβάσουµε τα δεδοµένα (βλ. λειτουργία Serial Port Init παραπάνω). byte count Εξοδος τύπου NUM. Υποδηλώνει το πλήθος των χαρακτήρων που βρίσκονται προς ανάγνωση στον buffer της δεδοµένης σειριακής θύρας. error code Εξοδος τύπου NUM. Οταν είναι διάφορος του µηδενός (0) υποδηλώνει πως έχει συµβεί λάθος. Οι κωδικοί λάθους αναφέρονται σε σχετικό πίνακα παρακάτω, Στην έξοδο αυτή µπορούµε επίσης να συνδέσουµε τη λειτουργία Simple Error Handler για να ειδοποιούµαστε για τον κωδικό λάθος αλλά και για την περιγραφή του. Σχήµα 5 Η λειτουργία Serial Port Write χρησιµοποιείται όταν θέλουµε να "γράψουµε" δεδοµένα στην σειριακή θύρα, δηλαδή όταν θέλουµε να µεταδώσουµε χαρακτήρες προς το σύστηµα µε το οποίο έχουµε συνδεθεί µέσω σειριακής θύρας. port number Είσοδος τύπου NUM. Υποδηλώνει τον αύξοντα αριθµό της σειριακής θύρας από την οποία θα διαβάσουµε τα δεδοµένα (βλ. λειτουργία Serial Port Init παραπάνω). Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 85

86 string to write Είσοδος τύπου STRING. έχεται τους χαρακτήρες που θέλουµε να µεταδώσουµε µέσω της σειριακής θύρας. Προσοχή: εδώ χρειαζόµαστε ένα String Constant είτε ένα String Control. Οι αριθµοί που τυχόν να εισάγουµε µην ξεχνάµε πως µετατρέπονται και µεταδίδονται ως χαρακτήρες κι όχι ως νούµερα. error code Εξοδος τύπου NUM. Οταν είναι διάφορος του µηδενός (0) υποδηλώνει πως έχει συµβεί λάθος. Οι κωδικοί λάθους αναφέρονται σε σχετικό πίνακα παρακάτω. Στην έξοδο αυτή µπορούµε επίσης να συνδέσουµε τη λειτουργία Simple Error Handler για να ειδοποιούµαστε για τον κωδικό λάθος αλλά και για την περιγραφή του. Code Name Description 61 EPAR Serial port parity error 62 EORN Serial port overrun error 63 EOFL Serial port receive buffer overflow 64 EFRM Serial port framing error 65 SPTMO Serial port timeout, bytes not received at serial port Πίνακας 1: Κωδικών Λάθους Σειριακής Επικοινωνίας Ο ΗΓΙΕΣ - Προσπαθήστε να φτιάξετε ένα πρόγραµµα το οποίο στο Front Panel να µοιάζει µε το Σχήµα 6 και το οποίο να επιτρέπει να στείλουµε χαρακτήρες του πληκτρολογίου µέσω της σειριακής θύρας στο καταγραφικό. Το καταγραφικό πρέπει να λειτουργήσει ως ελεγκτής σειριακής θύρας (ότι διαβάζει από την σειριακή θύρα θα το απεικονίζει στο display της συσκευής). - Οδηγίες για τον τρόπο λειτουργίας του καταγραφικού ως ελεγκτής σειριακής θύρας θα βρείτε σε προηγούµενη άσκηση - Για να βάλετε έναν αριθµό ρουτινών σε µια χρονική σειρά (δηλαδή πρώτα να εκτελείται η µία µετά η άλλη κ.ο.κ) θα πρέπει πάντα να χρησιµοποιείται την δοµή Sequence ηµιουργήστε όσα καρέ χρειάζεστε. Εάν επιθυµείτε να µεσολαβεί κάποιο χρονικό διάστηµα µεταξύ δύο διαδοχικών καρέ, τότε δηµιουργήστε ένα ενδιάµεσο καρέ και απλά τοποθετήστε µέσα σε αυτό µία καθυστέρηση Wait. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 86

87 Σχήµα 6 Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 87

88 9.3. Ανάγνωση µετρήσεων από το καταγραφικό Σκοπός Σκοπός της άσκησης αυτής είναι να διαβάσουµε τιµές µετρήσεων που είτε περιέχονται στην τοπική µνήµη του καταγραφικού, είτε λαµβάνονται από τις εισόδους εκείνη την στιγµή που τις ζητούµε Περιγραφή Για να ολοκληρώσουµε τον σκοπό της άσκησης είναι απαραίτητο από τις προηγούµενες ασκήσεις να έχουµε καταλάβει πλήρως τις ενσωµατωµένες συναρτήσεις/λειτουργίες της σειριακής θύρας του LabView αλλά και πως είναι δυνατόν να επικοινωνήσουµε µε το καταγραφικό µέσω των εντολών του. Για την υλοποίηση ενός απλού προγράµµατος στο LabView το οποίο θα αρχικοποιεί την επικοινωνία µε το Logger-lV και στη συνέχεια θα διαβάζει τιµές από το καταγραφικό πρέπει να ακολουθήσουµε τα παρακάτω βήµατα: ηµιουργία της ρουτίνας αρχικοποίησης της σειριακής πόρτας ηµιουργία ρουτίνας αποστολής περίπου δέκα τυχαίων χαρακτήρων για την εκκίνηση της σειριακής επικοινωνίας µε το καταγραφικό. ηµιουργία της ρουτίνας µε την οποία άπαξ και έχει αποκατασταθεί η σειριακή επικοινωνία µε το καταγραφικό θα διαβάζω τους χαρακτήρες που έρχονται από την σειριακή πόρτα του υπολογιστή και αφορούν σε µετρήσεις παρµένες από το καταγραφικό. Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τρόποι ανάγνωσης τιµών από το καταγραφικό: α) Ανάγνωση των µετρήσεων που περιέχονται στις διευθύνσεις της τοπικής µνήµης του καταγραφικού. Οι µετρήσεις αυτές έχουν ληφθεί και αποθηκευτεί στο παρελθόν όταν το καταγραφικό λειτουργούσε ως αυτόνοµο καταγραφικό. Για να διαβάζετε µία-µία τις διευθύνσεις της µνήµης και να τις απεικονίζετε, π.χ. σε ένα digital indicator στο Front Panel, πρέπει να δηµιουργήσετε ένα loop (πιθανόν µε την δοµή For- Next) µέσα στο οποίο θα εκτελείται διαδοχικά η εντολή Ν (next) του καταγραφικού. Την εντολή αυτή θα την δώσετε ως παράµετρο data στην συνάρτηση WriteSerialPort του LabView. Στην συνέχεια πρέπει να βάλετε στο loop την συνάρτηση Read του LabView ώστε να διαβάσετε τι στέλνει το καταγραφικό. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 88

89 β) Ανάγνωση τρεχουσών τιµών τάσης και θερµοκρασίας. Ακολουθούµε την ίδια διαδικασία µε την περίπτωση (α) µε την διαφορά πως µέσα στο loop δεν βάζουµε την εντολή Ν του καταγραφικού αλλά την εντολή Ι µιας και θέλουµε να διαβάσουµε τις τρέχουσες τιµές τάσης και θερµοκρασίας που έχει εκείνη την στιγµή το καταγραφικό στις εισόδους του. Τώρα ξεκινήστε να φτιάχνετε ένα πρόγραµµα το οποίο θα υλοποιεί έναν από τους δύο παραπάνω τρόπους ανάγνωσης µετρήσεων από το καταγραφικό µε την βοήθεια του LabView. Ο ΗΓΙΕΣ - Οταν επιχειρήσετε να διαβάσετε τα περιεχόµενα της τοπικής µνήµης του καταγραφικού για να τα αναπαραστήσετε στον υπολογιστή πριν ξεκινήσετε να δίνετε διαδοχικά την εντολή Ν προς το καταγραφικό, η οποία θα σας επιστρέφει το περιεχόµενο των διαδοχικών θέσεων της µνήµης του καταγραφικού, πρέπει να δώσετε την εντολή C εάν θέλετε να ξεκινήσετε την ανάγνωση από την πρώτη διεύθυνση της τοπικής µνήµης. ιαφορετικά θα ξεκινήσετε µε την ανάγνωση τη τελευταίας διεύθυνσης που χησιµοποίησε το καταγραφικό για να αποθηκεύσει δεδοµένα (δηλαδή η τρέχουσα τιµή του εσωτερικού δείκτη/index εγγραφής της µνήµης). - Μην ξεχνάτε πως όταν θέλουµε να βάλουµε σε χρονική σειρά διάφορες λειτουργίες του LabView τότε χρησιµοποιούµε την δοµή Sequence. - Το καταγραφικό απαντά σε φορµάτ χαρακτήρων. Αυτό σηµαίνει πως όταν λαµβάνουµε µια απάντηση του τύπου: οι τρείς πρώτοι χαρακτήρες αναπαριστούν την τιµή της θρµοκρασίας σε κλίµακα Κέλβιν ενώ οι τρείς τελευταίοι χαρακτήρες αναπαριστούν την τιµή της τάσης σε (1.68V). Οι τιµές αυτές δεν είναι αριθµοί αλλά χαρακτήρες. Πρέπει εάν µετά την ανάγνωση τους µέσω της σειριακής θέλετε να διαχειριστείτε τους χαρακτήρες αυτούς ως αριθµούς να τους µετατρέψετε κάνοντας χρήση της αντίστοιχης συνάρτησης του LabView στο menu Functions στην υποεπιλογή String & Paths. Μπορείτε επίσης να δείτε, µε την βοήθεια του help, τις συναρτήσεις που παρέχονται για την περικοπή χαρακτήρων από ένα κείµενο στην περίπτωση που θέλετε να τεµαχίσετε την ένδειξη π.χ σε δύο κοµµάτια. - Μην ξεχνάτε πως κατά την σύνδεση του υπολογιστή µε το καταγραφικό µία εκ των δύο συσκευών πρέπει να είναι εκτός τάσης λειτουργίας. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 89

90 9.4. Η µνήµη καταγραφής και ο ρυθµός δειγµατοληψίας Σκοπός Σκοπός της άσκησης αυτής είναι να γίνει κατανοητή η σχέση που έχει η τοπική µνήµη καταγραφής και ο ρυθµός δειγµατοληψίας ενός συστήµατος Περιγραφή Λειτουργίας Οπως αναφέραµε και στην αρχή, εκτός από την λειτουργία του σαν απλός ελεγκτής, το Logger-IV µπορεί να αποθηκεύει τις τιµές των εισόδων του ανά προκαθορισµένα χρονικά διαστήµατα. Η καταγραφή γίνεται σε µνήµη τύπου EEPROM, η οποία δεν χάνει τα περιεχόµενα της ακόµα και αν κοπεί η τάση τροφοδοσίας. Η µνήµη έχει αρκετό χώρο για 1000 µετρήσεις 2 εισόδων (δηλαδή διαθέτει 2000 θέσεις). Ετσι εάν λ.χ. µετράτε κάθε 1 λεπτό µπορούν να καταγραφούν στοιχεία για 16 ώρες και 40 λεπτά, εάν µετράτε κάθε 1 ώρα θα καταγραφούν στοιχεία για 42 µέρες περίπου. Η καταγραφή είναι κυκλική, δηλαδή όταν η µνήµη γεµίσει αρχίζει να γράφει από την αρχή. Με τον τρόπο αυτό, αν κάποιος χρησιµοποιεί το Logger-IV για να παρακολουθεί µονίµως κάποια εγκατάσταση και συµβεί κάποια ανωµαλία µπορεί να δει την ιστορία του συµβάντος. Για να ρυθµίσουµε την λειτουργία καταγραφής πιέζουµε το µεσαίο πλήκτρο µέχρι να δούµε στο display κάποιο από τα ζεύγη χαρακτήρων: AC, AF, κλπ. Το αριστερό πλήκτρο αλλάζει τον τρόπο καταγραφής σύµφωνα µε τον παρακάτω πίνακα. Πίνακας 2 AC AF EC EF All Cyclically Καταγράφει συνεχώς, σύµφωνα µε το ορισµένο διάστηµα. Οταν η µνήµη γεµίσει συνεχίζει κυκλικά All Finite Οπως παραπάνω, αλλά όταν η µνήµη γεµίσει σταµατά η καταγραφή On Error, Cyclically Καταγραφή κυκλικά, όσο κάποια είσοδος είναι εκτός ορίων On Error, Finite Οπως παραπάνω, αλλά σταµατά όταν η µνήµη γεµίσει Οταν το Logger-IV ρυθµιστεί να καταγράφει όταν οι είσοδοι του είναι εκτός ορίων, κάθε φορά που οι είσοδοι µπαίνουν ή βγαίνουν στα όρια καταγράφεται ο χρόνος και οι τιµές των εισόδων. Οσο οι είσοδοι είναι εκτός ορίων το σύστηµα καταγράφει στο προκαθορισµένο χρονικό διάστηµα. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 90

91 Με το δεξί πλήκτρο επιλέγουµε το διάστηµα καταγραφής σύµφωνα µε τον πίνακα που ακολουθεί, "0" σηµαίνει να µην γίνεται καταγραφή. Αν αλλάξουµε τον χρόνο καταγραφής ενώ το Logger-IV ήδη γράφει στη µνήµη του, η εγγραφή συνεχίζεται από το ίδιο σηµείο της µνήµης µε τον νέο χρόνο καταγραφής. Η αντιστοιχία ανάµεσα στους χρόνους καταγραφής και την ένδειξη είναι: Πίνακας 3 Ενδειξη Χρονικό διάστηµα ειγµατοληψίας 1 00:00: :00: :01: :02: :05: :15: :30: :00:00 Οταν πιέσουµε και πάλι το µεσαίο πλήκτρο πηγαίνουµε στην ένδειξη ηµερών από την έναρξη της καταγραφής (Πίνακας 1). Το αριστερό και δεξιό πλήκτρο κατεβάζουν την ένδειξη αντίστοιχα. Σε κατάσταση αυτόνοµου καταγραφικού ρυθµίστε το καταγραφικό για διάφορους χρόνους και τρόπους καταγραφής στην τοπική µνήµη. Αφήστε να περάσει όσος χρόνος κρίνετε απαραίτητο, ώστε το καταγραφικό να συλλέξει µετρήσεις. Κατά την διάρκεια του χρονικού αυτού διαστήµατος µεταβάλετε τις εισόδους του καταγραφικού έτσι ώστε να µην µετρά συνεχώς τις ίδιες τιµές στις εισόδους του. Αποσυνδέστε το καταγραφικό από την τάση λειτουργίας του και συνδέστε το µε τον υπολογιστή. Επιχειρήστε να διαβάσετε, µε πρόγραµµα που θα υλοποιήσετε στο LabView, όλο το περιεχόµενο της µνήµης του καταγραφικού και να γεµίσετε έναν πίνακα µε αυτό. Ο ΗΓΙΕΣ - Η µνήµη που χρησιµοποιείται στο καταγραφικό είναι τύπου I 2 C bus και κωδικού 24LC16B. Εχει µόλις οκτώ ποδαράκια (pins) από τα οποία χρησιµοποιεί µόλις τα δύο για να επικοινωνήσει µε το µικροελεκτή. ιαθέτει 16kbits και είναι οργανωµένη σε 2048 διευθύνσεις των 8 bits. - Πρέπει να παρατηρήσετε πως µικρά χρονικά διάστηµα καταγραφής (µικρός χρόνος δειγµατοληψίας) γεµίζει την τοπική µνήµη πιο γρήγορα από την περίπτωση που θα χρησιµοποιούσαµε έναν µεγάλο χρόνο δειγµατοληψίας Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 91

92 9.5. Ψηφιακός παλµογράφος ενός καναλιού Σκοπός Σκοπός της άσκησης αυτής είναι να δηµιουργήσουµε µια ολοκληρωµένη και πολύ χρήσιµη εφαρµογή αυτή του ψηφιακού παλµογράφου. Για µεγαλύτερη ευκολία ο ψηφιακός παλµογράφος θα είναι ενός καναλιού, κι όχι δύο όπως συνηθίζεται στην αγορά Περιγραφή Λειτουργίας Συνδέστε το καταγραφικό µε τον υπολογιστή και ανοίξτε το περιβάλλον του LabView. ηµιουργήστε, σύµφωνα µε τα όσα έχετε µάθει ώς σήµερα από τις προηγούµενες ασκήσεις, όλες τις απαραίτητες ρουτίνες στο LabView ώστε να διαβάζετε διαρκώς την αναλογική είσοδο τάσης του καταγραφικού. Αυτό µπορείτε, όπως έχουµε δει παραπάνω, να το πετύχετε µε την διαρκή εγγραφή στην σειριακή πόρτα της εντολής Ι του καταγραφικού. Ετσι, θα διαβάζουµε διαρκώς την τρέχουσα τιµή που ισχύει στο αναλογικό κανάλι µέτρησης τάσης του καταγραφικού. Στο Front Panel του LabView δηµιουργήστε ένα παρόµοιο περιβάλλον µε αυτό που φαίνεται στο Σχήµα 1.Οι µετρήσεις θα απεικονίζονται σε Chart. Τοποθετήστε ένα Digital Control για να εισάγετε εσείς το ρυθµό δειγµατοληψίας Χρησιµοποιείστε σε οποιοδήποτε σηµείο θέλετε πλαίσια κειµένου (Labels) για την καλύτερη εµφάνιση του προγράµµατος σας. Οταν τελειώσετε την υλοποίηση και τρέξετε το πρόγραµµα πρέπει να δείτε το γράφηµα να ενηµερώνεται σε πραγµατικό χρόνο και να ανταποκρίνεται σε οποιαδήποτε µεταβολή κάνετε στο,ποτενσιόµετρο της πρόσοψης του καταγραφικού. Αυτό ήταν, έχετε δηµιουργήσει το πρώτο σας ιδεατό όργανο (virtual instrument), έναν ψηφιακό παλµογράφο στην οθόνη του υπολογιστή σας. Σχήµα 1 Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 92

93 Ο ΗΓΙΕΣ - Οποιος επιθυµεί να αναβαθµίσει το ψηφιακό παλµογράφο σε δι-κάναλο µπορεί να το επιχειρήσει στο σπίτι και έπειτα να επιδείξει την δουλειά του στο εργαστήριο - είτε πως επηρεάζει την γραφική παράσταση η αλλαγή του χρόνου δειγµατοληψίας - Μην αναλώσετε χρόνο για πειράµατα µε το χρωµατολογιο των αντικειµένων, προχωρήστε στην ουσία. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 93

94 9.6. Ψηφιακό θερµόµετρο Σκοπός Σκοπός της άσκησης αυτής είναι να δηµιουργήσουµε ένα ψηφιακό θερµόµετρο στην οθόνη του υπολογιστή µας. Με το τρόπο αυτό θα δοκιµάσουµε όπως και στις προηγούµενες ασκήσεις την σειριακή επικοινωνία και την ανταλλαγή δεδµένων µεταξύ υπολογιστή και Logger-ΙV, αλλά θα κατανοήσουµε ταυτόχρονα τη λειτουργία της καταγραφής θερµοκρασίας από το καταγραφικό Περιγραφή Λειτουργίας Συνδέστε το καταγραφικό µε τον υπολογιστή και ανοίξτε το περιβάλλον του LabView. ηµιουργήστε, σύµφωνα µε τα όσα έχετε µάθε ως σήµερα από τις προηγούµενες ασκήσεις, όλες τις απαραίτητες ρουτίνες στο LabView ώστε να διαβάζετε διαρκώς την αναλογική είσοδο τάσης του καταγραφικού. Αυτό µπορείτε, όπως έχουµε δει παραπάνω, να το πετύχετε µε την διαρκή εγγραφή στην σειριακή πόρτα της εντολή Ι του καταγραφικού. Ετσι, θα διαβάζουµε διαρκώς την τρέχουσα τιµή που ισχύει στο αναλογικό κανάλι µέτρησης θερµοκρασίας του καταγραφικού. ΣΤΟ Front Panel του LabView δηµιουργήστε ένα παρόµοιο περιβάλλον µε αυτό που φαίνεται στο Σχήµα 1. Οι µετρήσεις θα απεικονίζονται σε Chart. Τοποθετήστε ένα Digital Control για να εισάγετε εσείς το ρυθµό δειγµατοληψίας. Χρησιµοποιείστε σε οποιοδήποτε σηµείο θέλετε πλαίσια κειµένου (Labels) για την καλύτερη εµφάνιση του προγράµµατος σας. Η τιµή που διαβάζουµε από το καταγραφικό είναι σε βαθµούς Κέλβιν. Οι 273 βαθµοί Κέλβιν αντιστοιχούν σε 0 βαθµούς στην κλίµακα Κελσίου. Τοποθετήστε στο Front Panel δύο indicators σε µορφή θερµόµετρου και τα οποία θα απεικονίζουν την τιµή της θερµοκρασίας και στις δύο κλίµακες. Οταν τελειώσετε την υλοποίηση και τρέξετε το πρόγραµµα πρέπει να δείτε το γράφηµα, και τα θερµόµετρα, να ενηµερώνονται σε πραγµατικό χρόνο και να ανταποκρίνονται σε οποιαδήποτε µεταβολή της θερµοκρασίας. Για να µεταβάλετε την τιµή της θερµοκρασίας αρκεί να πλησιάσετε έναν αναπτήρα αναµένο κοντά στον ακροδέκτη που βρίσκεται στο αριστερό µέρος της συσκευής. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 94

95 Σχήµα 1 Ο ΗΓΙΕΣ - Προσέξτε τη χρήση του αναπτήρα. εν πρέπει να πλησιάσει σε καµία περίπτωση µε το πλαστικό κάλυµα της συσκευής. - Παρατεταµένη επαφή της φλόγας µε τον ακροδέκτη του ολοκληρωµένου LM335 το οποίο µετρά θερµοκρασίας µπορεί να το καταστρέψει ανεπανόρθωτα. - Το ποτενσιόµετρο που βρίσκεται στην πλακέτα του καταγραφικού κοντά στο LM335, χρησιµοποιείται για να ρυθµίσουµε (calibrate) την έξοδο του ολοκληρωµένου στην θερµοκρασία περιβάλλοντος. Αυτό µπορεί να γίνει παίρνοντας την θερµοκρασία χώρου µε ένα απλό θερµόµετρο χώρου και ρυθµίζοντας το ποτενσιόµετρο ώστε να πάρουµε ένδειξη στο display καταγραφικού (ή στον υπολογιστή εάν τρέχουµε την παρούσα άσκηση) ίση µε την θερµοκρασία του θερµοµέτρου σύν τους 273 βαθµούς της κλίµακας Κέλβιν. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 95

96 9.7. ηµιουργία αρχείου µετρήσεων στον υπολογιστή ΣΚΟΠΟΣ Σκοπός της άσκησης αυτής είναι να αποκτήσουµε τη δυνατότητα να δηµιουργούµε ένα ή περισσότερα αρχεία δεδοµένων σε ένα από τα αποθηκευτικά µέσα του υπολογιστή και να καταγράφουµε εκεί τις τιµές που διαβάζουµε από µία εξωτερική συσκευή λήψης µετρήσεων και ελέγχου όπως είναι το Logger-ΙV Περιγραφή Λειτουργίς Για την επίτευξη του παραπάνω σκοπού πρέπει να σχετιστούµε µε τις συναρτήσεις: Write Characters To File.vi, και Read Characters From File.vi Σχήµα 1 Σχήµα 2 Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 96

97 Αφού µελετήσετε τα παραπάνω, τότε δηµιουργήστε ένα αρχείο µε όποιο όνοµα εσείς θέλετε. ιαβάστε µέσω της σειριακής θύρας µερικές τιµές από την τοπική µνήµη του καταγραφικού, και σώστε τις τιµές στο αρχείο που δηµιουργήσατε. Βεβαιωθείτε µε τη βοήθεια ενός κειµενογράφου (π.χ. Notepad των Windows) πως υπάρχει το αρχείο που φτιάξατε και πως περιέχει τιµές µετρήσεων. Ο ΗΓΙΕΣ - Μελετήστε πως λειτουργούν οι Read/ Write from/to Spreadsheet File - οκιµάστε ξανά να ανοίξετε το αρχείο που φτιάξατε µέσω του Excel για περαιτέρω επεξεργασία. Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 97

98 9.8. Ψηφιακός παλµογράφος ενός καναλιού µε µνήµη Σκοπός Σκοπός της άσκησης αυτής είναι η δηµιουργία ενός ολοκληρωµένου ιδεατού οργάνου (virtual instrument). Συγκεκριµένα να δηµιουργηθεί ένας παλµογράφος µε ψηφιακή µνήµη. ηλαδή το όργανο όχι µόνο θα µπορεί να απεικονίσει τις τρέχουσες τιµές του καναλιού τάσης του καταγραφικού αλλά και θα µπορεί να "παίξει,δηλαδή να αναπαράγει, ένα τµήµα αυτών των µετρήσεων, ετσί ώστε να είναι δυνατή η παρακολούθηση (play back) των τιµών που πέρασαν Περιγραφή Λειτουργίας ηµιουργήστε τις απαραίτητες ρουτίνες για την ανάγνωση, µέσω σειριακής θύρας, των τρεχουσών τιµών µέτρησης στο αναλογικό κανάλι µέτρησης τάσης του καταγραφικού. Απεικονίστε τις τιµές σε γράφηµα στην οθόνη του υπολογιστή ενώ ταυτόχρονα σώζετε τις µετρήσεις σε αρχείο στο δίσκο του υπολογιστή. Τοποθετήστε ένα Digital Control το οποίο όταν θα πατιέται θα σταµατά η ανάγνωση τιµών από το καταγραφικό και θα αρχίζει η ανάγνωση των τιµών µέτρησης που έχετε φυλάξει µέχρι εκείνη τη στιγµή στο δίσκο του υπολογιστή. Οι τιµές αυτές θα απεικονιστούν στο γράφηµα. Οταν το Digital Control ξεπατηθεί τότε το γράφηµα αρχίζει να απεικονίζει πάλι τις τρέχουσες τιµές µέτρησης από το καταγραφικό. Το τι θα φαίνεται στο Front Panel θα πρέπει να µοιάζει µε αυτό του Σχήµατος 1. Σχήµα 1 Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 98

99 Ο ΗΓΙΕΣ - Για την δηµιουργία του παλµογράφου ενός καναλιού θυµηθείτε προηγούµενη άσκηση. - Καλύψτε τις ελλείψεις σας σε γνώσεις πάνω στο LabView. - Φυλάξτε την εφαρµογή σας σε µία δισκέτα Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 99

100 9.9. Σενάριο Ελέγχου εξαµενής Υγρών Σκοπός Σκοπός της άσκησης αυτής είναι να χρησιµοποιηθούν όλες οι γνώσεις που έχετε αποκτήσει µέχρι τώρα από τις προηγούµενες ασκήσεις, αλλά και να γίνει χρήση της δυνατότητας ρύθµισης άνω και κάτω ορίου στις τιµές µέτρησης των αναλογικών εισόδων του καταγραφικού Περιγραφή Λειτουργίας Υλοποιήστε στο Front Panel του LabView ένα περιβάλλον όµοιο µε αυτό που απεικονίζεται στο Σχήµα 1 Σχήµα 1 Υπεύθυνος:. Πυροµάλης 100