Reportes de Prácticas en LabView

Tecnología Avanzada I

María Guadalupe León Simón

22/04/2014

ÍndiceI. Solución a ecuaciones de segundo grado…………………….10

II. Curva de Lissajous………………………………………………11III. Elevador…………………………………………………………..12IV. Probabilidad en un dado………………………………………...13V. Semáforo………………………………………………………….14

VI. Motor a pasos I……………………………………………….…..15VII. Motor a pasos II…………………………………………………..16

VIII. Mesa de traslación en tres dimensiones……………………….17

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¿QUÉ ES LABVIEW?

LabView es el acrónimo de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbech. Es un lenguaje y a la vez un entorno de programación gráfica en el que se pueden crear aplicaciones de una forma rápida y sencilla.

LabView es un revolucionario ambiente de desarrollo gráfico con funciones integradas para realizar adquisición de datos, control de instrumentos, análisis de mediciones y presentaciones de datos. LabView da la flexibilidad de un poderoso ambiente de programación sin la complejidad de los ambientes tradicionales.

A diferencia de los lenguajes de propósito general, LabView provee funcionalidad específica para que pueda acelerar el desarrollo de aplicaciones de medición, control y automatización.

LabView entrega herramientas poderosas para crear aplicaciones sin líneas de texto de código. Con LabView puede colocar objetos ya construidos para rápidamente crear interfaces de usuario. Después puede especificar el sistema armando los diagramas de bloques. Además se puede conectar con otras aplicaciones y compartir datos a través de ActiveX, la Web, DLLs, librerías compartidas, SQL, TCP/IP, XML, OPC y otros.

Con LabView puede desarrollar sistemas que cumplan con sus requerimientos de desempeño a través de las plataformas incluyendo Windows, Macintosh, UNIX o sistemas de tiempo real.

Además LabView trabaja con más de 1000 librerías de instrumentos de cientos de fabricantes, y muchos fabricantes de dispositivos de medida incluyen también herramientas de LabView con sus productos.

VI contiene los siguientes 3 componentes:

1. Panel Frontal2. Diagrama de bloques3. Controles e indicadores

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1. Panel Frontal

Es la interfaz gráfica del VI con el usuario. Esta interfaz recoge las entradas procedentes del usuario y representa las salidas proporcionadas por el programa. Un panel frontal está formado por una serie de botones, pulsadores, potenciómetros, gráficos, etc.

Cada uno de ellos puede estar definido como un control o un indicador. Los primeros sirven para introducir parámetros al VI, mientras que los indicadores se emplean para mostrar los resultados producidos, ya sean datos adquiridos o resultados de alguna operación. Un ejemplo es la figura 1.

Fig.1

Paleta de controles (Controls palette).

Se utiliza únicamente en el panel frontal. Contiene todos los controles e indicadores que se emplearán para crear la interfaz del VI con el usuario.

Numeric, para la introducción y visualización de cantidades numéricas.

Boolean, para la entrada y visualización de valores booleanos.

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Graph, para representar gráficamente los datos. Controles e indicadores de gráficas. Pueden ser gráficas de barrido, graficas XY, o de tonos de colores.

User Controls, para elegir un control creado por el propio usuario.

2. Diagrama de bloques

Constituye el código fuente del VI. Aquí se realiza la implementación del programa del VI para controlar o realizar cualquier procesado de las entradas y salidas que se crean en el panel frontal.

El diagrama de bloques incluye funciones y estructuras integradas en las librerías que incorpora Labview.

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En la parte superior de estas ventanas se sitúa una barra con varias herramientas. En el Diagrama de Bloques esta barra tiene algunas opciones más.

El primer grupo de herramientas sirve para controlar la ejecución de un programa en LabView. El primer botón indica si hay errores en el programa (flecha rota), y cuando no los hay (flecha completa), ejecuta una vez el programa. El segundo botón ejecuta de forma continua el programa, como regla general este botón no debe usarse, en su lugar se empleará un bucle en el programa. El tercer botón aborta la ejecución y el cuarto permite realizar una pausa.

El segundo grupo de botones sirve para ayudar a su depuración. El primer botón es Highlight Execution, una de las herramientas más útiles para depurar, ralentiza la ejecución permitiendo ver el camino que siguen los datos en el programa. Los tres siguientes se utilizan para ejecutar el programa paso a paso.

El menú desplegable permite variar tamaños, colores y estilos de textos, es recomendable usar los formatos predefinidos como Application Font o System Font. El siguiente grupo se usa para alinear, distribuir, controlar el tamaño, agrupar y ordenar objetos.

Paleta de Funciones (Function Palette).

La paleta de funciones contiene todos los objetos que se emplean en la implementación del programa del VI, ya sean funciones aritméticas, de entrada/salida de señales, entrada/salida de datos a fichero, adquisición de señales, temporización de la ejecución del programa, etc.

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Structures, muestra las estructuras de control del programa, junto con las variables locales y globales.

Numeric, muestra funciones aritméticas y constantes numéricas.

Boolean, muestra funciones y constantes lógicas.

String, muestra funciones para manipular cadenas de caracteres, así como constantes de caracteres.

Comparison, muestra funciones que sirven para comparar números, valores booleanos o cadenas de caracteres.

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Terminales

La terminal representa un tipo de dato de control o indicador. Se puede configurar en panel frontal con controles o indicadores aparecen como iconos o terminales de tipos de datos en el diagrama de bloques. Por defecto en el panel frontal los objetos aparecen como iconos.

Las terminales son puertos de entrada y salida que intercambian información entre el panel frontal y el diagrama de bloques

Nodos

Son objetos en el diagrama de bloques que tienen entradas, salidas and/or y realizar operaciones cuando VI corre. Son análogos a operadores, sentencias, funciones.

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Cables

Transfieren datos entre los objetos en el diagrama de bloques a través de los cables. Estos son de diferentes colores, estilos y espesores dependiendo de su tipo de dato.

Estructuras

Se usan en el diagrama de bloques para repetir bloques de código y ejecutar códigos condicionalmente o en un orden en específico.

3. Controles e indicadores

Después de haber trabajado en el panel frontal y el diagrama de bloques, en el trabajo el icono y el panel de conectores se pueden utilizar en VI como un subVI. Cada VI muestra un icono, como el que se muestra abajo, en la esquina superior derecha del panel frontal y ventanas de diagrama de bloques. Un icono es una representación gráfica de un VI. Puede contener texto, imágenes, o una combinación de ambos. Si utiliza un VI como subVI, el icono identifica el subVI en el diagrama de bloques de la VI. Se pueden editar haciendo clic en ellos.

I. Solución a ecuaciones de segundo grado

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Objetivo

Hallar las raíces de una ecuación de segundo grado mediante un programa elaborado en Labview.

Procedimiento

1. Con la ayuda de los controladores ingresamos las constantes a, b, c de la ecuación cuadrática, y resolvemos para x.

x=−b±√b2−4ac2a

2. Si el discriminante es negativo, despliega una pantalla en la cual indica que el resultado son raíces imaginarias.

El correspondiente diagrama de bloques y panel frontal son:

Conclusión

Al ser el primer programa que realice en Labview conocí el funcionamiento de varios controles que hacían que el archivo se simplificara.

II. Curva de Lissajous

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Objetivo

Obtener la gráfica de una curva de Lissajous ingresando los parámetros en el panel frontal.

Procedimiento

1. El usuario puede manejar los parámetros de entrada con los controladores2. Los parámetros de entrada son: Amplitud A, Frecuencia A, Desfase A,

Amplitud B, Frecuencia B, Desfase B.3. se hizo uso de nuevos controles uno sirve para obtener la función seno de

los parámetros ingresados y el otro control para graficar los datos.

Se obtiene la gráfica, el diagrama de bloques y panel frontal son los siguientes.

Conclusión

Este programa resulto ser sencillo, ya que se conoce la función para la curva de Lissajous.

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III. Elevador

Objetivo

Crear un programa que simule en funcionamiento de un elevador en la parte de los controladores.

Procedimiento

1. Haciendo uso del botón de selección que se encuentra en funciones express, en la parte de aritmética y comparación, se pudo seleccionar a que numero de piso se deseaba ir.

2. Cuando el contador inicia el número que despliega es comparado hasta que una sentencia es verdadera por parte del botón seleccionado y ser desplegado en el indicador numérico.

3. Este simulador contiene planta baja (PB) y 5 pisos.

El diagrama de bloques y el panel frontal son los siguientes:

Conclusiones:

Este programa puedo haber sido más elaborado ya que el indicador bajaba o subía de un piso a otro de forma instantánea sin antes poder pasar por los pisos intermedios. Esto se puedo arreglar poniendo más botones comparadores.

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IV. Probabilidad de un dado.

Objetivo

Graficar en un histograma la probabilidad de tiro de un dado con números reales entre 0 y 1.

Procedimiento

1. LabView tiene integrado en sus funciones un dado que asigna números reales contenidos entre 0 y 1.

2. El usuario puede indicar desde el panel de control el número de intervalos que desea que contenga el histograma al igual que el tamaño de la muestra.

3. Se graficara como es la probabilidad de caída de los números.

El panel frontal y el diagrama de bloques son los siguientes:

Conclusiones

El programa se puede modificar para así obtener la gráfica de la probabilidad de la suma de dos dados o el producto entre ellos, que en tales casos se obtendrá una gráfica en forma de gaussiana y una en forma de exponencial negativa, respectivamente.

Se usaron los tipos de datos largo entero con signo.

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V. Semáforo

Objetivo

Simular dos semáforos en LabView.

Procedimiento

1. Se insertaron 6 leds en el panel frontal2. Para que se encendieran los leds en forma sincronizada se utilizaron

compuertas booleanas.3. Se construyeron fórmulas para que el led verde parpadeara después de un

determinado tiempo.

El panel frontal y el diagrama de bloques es el siguiente:

Conclusión

En este programa el usuario no puede controlar el tiempo de reacción de los leds, pero esto se puede solucionar sustituyendo las constantes que controlan el ritmo con controladores numéricos.

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VI. Motor a pasos I

Objetivo

Crear un programa en el que 4 leds enciendan en secuencia uno a uno y controlar la dirección de encendido.

Procedimiento

1. Insertamos 4 leds en el panel frontal que representan las 4 bobinas de un motor a pasos bipolar.

2. La dirección en la cual se encenderán los leds se controla con un switch el cual va conectado a un case structure.

3. Se hiso uso de una formula esto con el fin de que los leds encendieran uno a uno y con cierta secuencia.

El diagrama de bloques y el panel frontal son los siguientes:

Conclusiones

Se pudo haber insertado un controlador numérico y controlar así la velocidad en que funcionaban los leds.

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VII. Motor a pasos II

Objetivo

Crear un programa con el cual se pueda controlar el giro de un motor a pasos bipolar.

Procedimiento.

1. Continuamos con el programa anterior pero ahora se incluyeron compuertas OR para así lograr que dos leds que se encuentran fuera del Case Structure se enciendan al mismo tiempo.

El diagrama de bloques y el panel frontal son:

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Conclusiones

Este programa fue un análogo al programa anterior (VI), solo que ahora se usaron compuertas OR para encender dos leds al mismo tiempo.

VIII. Mesa de traslación en tres dimensiones.

Objetivo

Hacer un programa que permita al usuario ingresar datos numéricos o arreglos de palabras para que dicho programa grafique estos datos.

Procedimiento

Este fue un programa que se baso en el programa anterior (VII), pero se utilizaron 3 de ellos para obtener el diagrama en 3 dimensiones.

1. Esta primera parte recibe los datos, en una versión de este motor se preparaban los datos a ingresar en este caso números enteros en un editor de texto se acomodaban en 3 columnas, cada una representando las 3 dimensiones X, Y, Z. Tambien se puede ingresar arreglos de palabras y ser grafiacados de forma análoga a la de los números.

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2. Al ser leidos los datos comenzaba un proceso de comparación para que el programa decidiera que foco encendería diciendo con esto implícitamente en que dirección lo haría. Se utilizaron 3 case structure cada uno conteniendo el funcionamiento de las direcciones de graficado.

3. Esta parte los controladores permitían hacer un puente con un una tarjeta

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