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Este informe presenta detalladamente unos ejercicios
prácticos para el aprendizaje de la herramienta de programación
Labview, además de una serie de preguntas que resumen lo hecho
durante la práctica....

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Introducción a la programación en LabVIEW Informe 1

1

Grupo 4 Laboratorio de medidas e instrumentación - Programa de Ingeniería Eléctrica Universidad Tecnológica de Pereira- Febrero 23 de 2021

Resumen: Este informe presenta detalladamente unos ejercicios prácticos para el aprendizaje de la herramienta de programación Labview, además de una serie de preguntas que resumen lo hecho durante la práctica.

Abstract: This report presents in detail some practical exercises for learning the Labview programming tool, as well as a series of questions that summarize what was done during practice.

Palabras clave—Labview, programación, circuitos.

I. INTRODUCCIÓN. Las razones del desarrollo de este informe aprender a implementar las herramientas de programación Labview como la codificación en G, figuras ilustrativas que indican la presión, temperatura, pulsadores, entre otros, el uso de compuertas lógicas, la implementación de operaciones matemáticas concretas, etc. Este programa ofrece un enfoque de programación gráfica para ayudar a visualizar cada aspecto de la aplicación, incluyendo la configuración del hardware, datos de medidas y depuración ayudándonos de manera simple en la resolución de problemas de una manera gráfica intuitiva recopilando y visualizando datos rápidamente.

II. CONTENIDO. En esta sección se muestran los procedimientos, dificultades y solución a algunas preguntas planteadas a partir de la práctica realizada.

MATLAB es principalmente un entorno de cálculo matemático y algebraico. LabVIEW es un entorno de diseño, para adquisición de datos, pruebas de automatización, control y configuración de hardware. En cuanto a su uso, MATLAB se orienta hacia las simulaciones gracias a la gran variedad de funciones de alto nivel disponibles en sus librerías adicionales que facilitan esta tarea. Mientras LabVIEW saca gran partido de su interfaz gráfica muy intuitiva que facilita la interacción con el hardware, incluyendo el propio de NI. 2) ¿Para qué sirven las paletas de controles y funciones de LabVIEW y en qué se diferencian? La paleta de controles se utiliza únicamente en el panel frontal y contiene los objetos necesarios para crear una interface de entrada y salida de datos (controles e indicadores). La paleta de funciones se usa únicamente en el diagrama de bloques y contiene todos los objetos para crear y editar el código fuente. Básicamente la diferencia radica en que la paleta de controles se usa como interface de entrada y salida de datos mientras que la paleta de funciones contiene los distintos bloques y objetos que actúan directamente sobre el código fuente. 3) Explique la función de cada uno de los botones que se encuentran en la barra de herramientas del diagrama de bloques. La barra de herramientas consta de 12 botones, la mayoría cumple con las mismas funciones que las del panel frontal solo que esta posee las opciones de depuración.

A. Preguntas 1) A partir de su experiencia, ¿en qué se diferencian LabVIEW y otras herramientas de software de simulación, como, por ejemplo, SIMULINK? La herramienta Labview es mucho más sencilla de utilizar al manejar dos paneles de interacción como lo es el panel frontal y el diagrama de bloques. MATLAB utiliza un lenguaje de programación tradicional, basado en líneas de código escrito para formar funciones y estructuras más complejas. LabVIEW, sin embargo, utiliza un lenguaje de programación gráfica, denominado G, basado en diagramas de bloques.

Fig. 1. Barra de herramientas del diagrama de bloques en LabVIEW

En orden de izquierda a derecha, los botones y sus funciones son: 1) Ejecutar Con este botón se puede ejecutar el programa que se esté elaborando, pero una sola vez, es decir después de haber ingresado o manipulado lo que se creó, éste ya deja de ejecutarse.

2 2) Ejecutar continuadamente A diferencia del primer botón este puede realizar la misma operación, pero de manera indefinida. 3) Abortar ejecución Con este botón se cancela cualquiera de las ejecuciones empleadas. 4) Pausar Se interrumpe de manera temporal el programa, sin embargo, si se presiona de nuevo prosigue la ejecución con normalidad. 5) Depuración Con esta opción se puede visualizar el flujo de datos que se desarrolla en el diagrama de bloques. 6) Paro a la entrada Esta opción funciona con la depuración activada, lo que realiza es abrir un nodo y pausar la ejecución. Si se quiere seleccionar un nodo especifico se presiona la tecla “ctrl” y la flecha derecha. 7) Paro sobre Con esta opción se ejecuta una opción en inmediatamente se detiene en el siguiente, también se puede seleccionar el nodo como en el botón anterior. 8) Paro a la salida Realiza la culminación de ejecución del nodo actual y tenuemente termina la ejecución. 9) Fuentes Es un menú donde se pueden escoger entre diferentes tipos de fuentes, tipos y tamaños de los objetos y textos. 10) Alineación Con este botón se ordenan los objetos que se hayan creado hasta el momento de una forma alineada. 11) Distribución Distribuye uniformemente los objetos creados en el programa. 12) Reorganización Permite mover los objetos de diferentes formas para acomodarlas de una forma específica. 4) ¿Cuáles son los tipos de datos más importantes que puede manejar LabVIEWTM, y cuáles son los rangos máximos y mínimos de los datos que pueden contener? Los tipos de datos más importantes son los numéricos, este tipo de datos nos permite organizar el programa con la información específica que se leerá en el panel frontal como en el diagrama de bloques. En la figura 2 se puede observar el esquema gráfico que muestra LabVIEW con los diferentes tipos que ofrece.

Fig. 2. Representaciones numéricas que se muestran en LabVIEW

Cada dato posee rangos con valores máximos y mínimos que se permiten, en la tabla 1 se pueden visualizar estos, además del tamaño en bits y el color que se muestra al momento de depuración. TABLA I DATOS NUMÉRICOS Tipo

Color

Bits

Rango

EXP DBL SGL

REAL-Extendido REAL-Doble REAL-Simple

Naranja Naranja Naranja

128 64 32

±1.19e+4932 ±1.79e+308 ±3.4e+38

I32 I16 I8

Entero-LONG Entero-WORD Entero-BYTE

Azul Azul Azul

32 16 8

±2147483647 -32768..+32.67 -128..+127

U32 U16 U8

NATURAL NATURAL NATURAL

Azul Azul Azul

32 16 8

0..4294’967.295 0..65.535 0..255

2*±1.19e+4932 CXT COMPLEJO Naranja 2*128 2*±1.79e+308 CBD COMPLEJO Naranja 2*64 2*±3.4e+38 CSG COMPLEJO Naranja 2*32 Información de los tipos de datos, colores, bits y rangos que poseen como característica los valores numéricos.

5) ¿Cómo se puede encontrar la ruta de navegación de los controles, las funciones o de los VIs que usted no conoce? Cuando se selecciona View Controls o View Functions para abrir las paletas controles y funciones, aparecen dos botones en la parte superior de la paleta. El botón Search cambia la paleta para el modo buscar, así se puede realizar búsquedas basadas en texto para ubicar los controles, VIs o funciones en las paletas. Mientras una paleta está en modo de búsqueda, se debe hacer clic en el botón Return para salir del modo de búsqueda y regresar a la paleta. [3]

B. Reporte 1) Desarrolle el mismo procedimiento descrito en el ejercicio 1.1 (página 55) del texto guía [1], pero utilizando en cambio el siguiente circuito.

3 A partir de lo solicitado se crea un archivo en LabVIEW, se copia la imagen del circuito a implementar para tener la referencia y también la ecuación (1) a implementar. 𝐼=𝑅

𝑉𝑅3

1 𝑅2 +𝑅1 𝑅3 +𝑅2 𝑅3 +𝑅1 𝑅𝐿 +𝑅3 𝑅𝐿

(1)

En el panel frontal se crean las entradas numéricas de los valores de impedancia que se ingresarían para realizar el cálculo, este se hace empleando “Numeric control”, se colocan en la superficie del dibujo circuital para identificar visualmente la impedancia y fuente a la cual va relacionada. Lo siguiente es utilizar “Numeric Indicator” para visualizar el resultado final que se mostrará, esto se visualiza en la figura 3.

2) Cree un panel de control idéntico al de la figura 2. Para la creación de lo indicado en la práctica, se empleó únicamente el panel de control de LabVIEW, allí se aprendió a usar muchas de las opciones que tiene este programa para mostrar gráficamente unidades físicas. El panel de control terminado se muestra en la figura 5. Para crear esto se emplearon varias opciones de “Numeric”, “Boolean”, “Graph”, “Decorations” y otras opciones de la barra de herramientas. Algunas dificultades presentadas se encontraron al momento de realizar detalles finales, los cuales fueron resueltos con ayuda del curso [1] y asesoría del docente.

Fig. 3. Entradas e indicadores creados en LabVIEW para realizar el cálculo de la corriente en el circuito mostrado.

Lo siguiente a realizar fue la creación del diagrama de bloques en el que se realiza el cálculo a partir de la creación de bloques, como los bloques de los valores numéricos ya estaban creados en el panel frontal, estos se mostraban allí, por tanto, solo se crearon estructuras de matemáticas para sumar, multiplicar y dividir de acuerdo a la ecuación (1) para finalmente obtener el resultado y visualizarlo en el lugar correspondiente, esto se puede apreciar en la figura 4.

Fig. 5. Panel frontal diseñado en LabVIEW.

3) Desarrolle un programa en LabVIEW que evalúe la función: √𝑥 2 +5

(1) 3+ 8 Para el siguiente ejercicio se tomó como ayuda en el diagrama de bloques las siguientes funciones:

Fig. 6. Diagrama de bloques función matemática.

Y además en el panel frontal se usaron dos indicadores de entrada y salida de datos como lo muestra la siguiente figura:

Fig. 7. Indicadores de entrada y salida. Fig. 4. Diagrama de bloques necesario para la solución del diagrama circuital planteado.

Finalmente, al ser valores de impedancia, es decir, el tipo de dato es “complejo” se realizó el cambio a todos los valores de entrada e indicador final para tener como resultado el valor esperado. Esta práctica nos mostró de manera didáctica el uso de diferentes opciones que posee el programa y a tener en cuenta los datos que se ingresan.

Como se puede observar el valor de la x en este caso es 2 dando como resultado el número 3,375 que es el valor esperado.

4) Codifique en G la expresión booleana  C + A BC S = ABC + ABC + AB

4 La representación en el diagrama de bloques para la construcción de la expresión booleana se ilustra en la figura 8.

III. CONCLUSIONES Se concluye que lo expuesto en la previa teoría se demuestra en la práctica haciendo un buen uso de la herramienta de programación corroborando los resultados del programa con los calculados. Con LabVIEW es más fácil el diseño de sistemas, ya que implementa un lenguaje gráfico para dar una mejor visión de lo que se hace en tiempo real. Se identificaron las diferencias entre los diferentes tipos de esquemas de programación siendo el LabVIEW más sencillo y corto. A partir de la práctica desarrollada, LabVIEW demuestra que es idóneo para realizar programas complejos de una manera sencilla y rápida lo cual es muy importante en el ámbito de ingeniería. A partir de programas más complejos y grandes que se vayan realizando, es vital la utilización de las herramientas de depuración, ya que se pueden identificar de manera ágil posibles fallos, sin esta herramienta LabVIEW se limitaría a la utilización de solo programas pequeños. El entorno de programación de LabVIEW denominado Lenguaje G es un entorno que permite al usuario de manera intuitiva la manipulación y el entendimiento de los diferentes elementos que el programa posee.



   Fig. 8. Diagrama de bloques para la expresión booleana

 En el panel frontal se utilizaron tres controladores booleanos y un bombillo led como indicador y el resultado que se obtiene de acuerdo a la tabla de verdad que describe el comportamiento de la expresión booleana es de acuerdo a lo esperado. A continuación, se muestra la tabla de verdad para la expresión booleana dada:



TABLA II TABLA DE VERDAD DE LA EXPRESIÓN BOOLEANA

A

B

C

S

0

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

1

0

1

1

0

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

0

0

1

1

1

1

En la figura 9 se muestra la visualización de la expresión booleana en el panel frontal con los respectivos controladores y el indicador luminoso que representa la salida S.

Fig. 9. Visualización en el panel frontal

REFERENCIAS [1]

[G. Holguin Londono, S. Perez Londono and A. Orozco Gutierrez, Curso basico de Labview 6i. Pereira: Universidad Tecnologica de Pereira, Fac. de Ingenieria, 2002.

[2]

"Single-Stepping through a VI - LabVIEW 2018 Help - National Instruments", Zone.ni.com. [Online]. Available: https://zone.ni.com/reference/en-XX/help/371361R01/lvhowto/single_step_mode/. [Accessed: 19- Feb- 2021].

[3]

National Instruments, «Entorno NI LabVIEW,» [En línea]. Available:https://www.ni.com/academic/students/learnlabview/esa/ environment.htm...