Tutorial Introductorio de LabVIEW – Parte 1

Basado en comentarios y sugerencias que he recibido por parte de ustedes, en esta ocasión decidí escribir una tutorial introductorio de LabVIEW, un software de National Instruments. Voy a dividir el tutorial en varias partes para poder ir explicando las distintas características con cierto nivel de detalle.

LabVIEW es una herramienta bastante poderosa para ingenieros y científicos y además se puede integrar con Multisim para diseño y validación de circuitos.

LabVIEW es un ambiente de programación, tal como C, Visual Basic, etc. La gran diferencia radica en que LabVIEW es totalmente gráfico, ¿qué quiere decir esto? Que no necesitamos aprender la síntaxis de un lenguaje de texto, simplemente tenermos que interconectar bloques que van formando la lógica de la programación. Además, LabVIEW cuenta con muchas librerías para adquisición, procesamiento y análisis de datos.

Se puede descargar una versión de evaluación de LabVIEW en ni.com/trylabview. Por cierto, por el momento la interfaz de LabVIEW solo está disponible en el idioma inglés.

Los programas en LabVIEW son llamados VIs (Instrumentos Virtuales), y constan de dos partes: un Panel Frontal (donde armamos la interfaz de usuario) y un Diagrama de Bloques (donde diseñamos la programación). Una vez que tengamos LabVIEW instalado lo abrimos y en la pantalla inicial seleccionamos el menú File»New VI. LabVIEW creará dos pantallas, la del lado izquierdo es al Panel Frontal, y la del lado derecho el Diagrama de Bloques:

Al dar clic derecho sobre el Panel Frontal se abre la Paleta de Controles. En esta paleta podemos encontrar botones, perillas, indicadores, etc.

Es importante hacer notar que un control es una entrada de datos, y un indicador es una salida. Aqui vemos unos ejemplos:

En la parte superior tenemos un control numérico y uno booleano (botón), mientras que en la inferior vemos un indicador numérico y uno booleano (un LED). Vemos también que cada control e indicador tiene una etiqueta única, dando doble clic sobre la etiqueta la podemos modificar.

Date un tiempo para explorar la Paleta de Controles de LabVIEW, encontrarás una amplia variedad de controles e indicadores, con ellos puedes armar interfaces de usuarios muy amigables y personalizadas, aqui hay más ejemplos:

¿Y cómo programamos la aplicación? Regresando a nuestro ejemplo original con los 2 controles y los 2 indicadores vayamos a la ventana Diagrama de Bloques, ahí podemos ver que automáticamente LabVIEW colocó 4 bloques, cada uno corresponde a los objetos que previamente colocamos en el Panel Frontal:

En resumen, cada control e indicador colocado en el Panel Frontal tiene un bloque correspondiente en el Diagrama de Bloques. Y precisamente estos bloques son los que utilizamos para realizar la programación.

Ahora demos clic derecho en el Diagrama de Bloques, esto abre la Paleta de Funciones:

En la Paleta de Funciones encontramos todas las librerías necesarias para realizar la programación de la aplicación. Por ejemplo, en la categoría Programming tenemos funciones numéricas, de comparación, arreglos, etc.

Ejemplos:

Como es de esperarse, las funciones tienen uno o más entradas y salidas.

Además de las funciones básicas de programación, LabVIEW cuenta con librerías de funciones para usos más avanzados, algunos ejemplos son:

• Matemáticas: Ajuste de curvas, geometría, interpolación, álgebra lineal , y más.
• Procesamiento de Señales: Filtros, FFTs, análisis espectral, y más.
• Adquisición de Datos: Librerías para adquirir datos de instrumentos (vía GPIB), y dispositivos de National Instruments (PCI, USB, PXI).
• Comunicación de Datos: Serial, TCP/IP, UDP, etc.

La lista es bastante larga, pero puedo decirles que hay funciones para todo tipo de aplicaciones.

Esto da por finalizado la parte 1 de este tutorial introductorio de LabVIEW, como siempre preguntas y comentarios son bienvenidos. Mantente sintonizado de la siguiente parte donde armaremos un programa sencillo en LabVIEW.

Saludos!

Fernando

Utilizando el Micrófono y la Bocina en Multisim

Continuando con el tema de los Instrumentos de LabVIEW en Multisim en esta entrada vamos a ver más detalle el funcionamiento del Micrófono y la Bocina (o Parlante). Si no estás familiarizado con los Instrumentos de LabVIEW da clic aquí.

El micrófono y la bocina permiten grabar y reproducir sonido directamente de dispositivos externos, es decir, si tienes un micrófono en tu PC puedes grabar tu voz e ingresarla a un circuito en Multisim. Posteriormente, por medio del instrumento bocina puedes la salida del circuito.

Para iniciar voy a colocar ambos instrumentos en el espacio de trabajo de mi versión de Multisim en Español y conectarlos:

Ahora bien, el principio del funcionamiento de estos instrumentos de Multisim es el siguiente:

1. Se configura el tiempo total de simulación.
2. Se graba la voz mediante el micrófono.
3. Se ejecuta la simulación.
4. Se reproduce el sonido grabado mediante la bocina.

La razón por la cual no podemos hablar y escuchar al mismo tiempo con estos instrumentos es debido a que la simulación en Multisim no se realiza en tiempo real.

Paso 1. Para configurar el tiempo de simulación de Multisim vamos al menú Simular>>Configuración de Simulación Interactiva. En la ventana de configuración vamos a seleccionar un Tiempo Inicial de 0 segundos y un Tiempo Final de 3 segundos.

Con esto la simulación se detendrá automáticamente al llegar a los 3 segundos.

Paso 2. Damos doble clic al micrófono para abrir su panel frontal. Vamos a configurarlo como se muestra:

Ahora damos clic en el botón Record Sound para iniciar la grabación y hablamos algo en el micrófono de la PC. Al terminar cerramos el intrumento micrófono.

Paso 3. Ahora ejecutamos la simulación y esperamos que pasen los 3 segundos de tiempo de simulación de Multisim. Podemos ver el progreso de la misma en la esquina inferior derecha de la ventana principal de Multisim:

Nuevamente, recordemos que 3 segundos de simulación en Multisim no son equivalente a 3 segundos en tiempo real. La simulación requiere de muchos cálculos complejos que se realizan en el motor de SPICE.

Paso 4. Al detenerse la simulación demos doble clic a la bocina y configuremos su panel así:

Aquí es importante mencionar que tanto la duración de reproducción (Playback Duration) así como la tasa de muestreo (Sample Rate) deben ser los mismos valores configurados en el micrófono.

Damos clic en el botón Play Sound y escuchamos el sonido en las bocinas de la PC.

Con esto concluimos este ejemplo básico del uso del micrófono y la bocina en Multisim. En los ejemplos de Multisim podemos encontrar un circuito más completo, se encuentra en la carpeta LabVIEW Instruments>>Microphone and Speaker.

Espero hagan sus pruebas con estos instrumentos.

Saludos!

Fernando

Instrumentos de LabVIEW en Multisim – Extendiendo las Capacidades de Simulación y Análisis

El siguiente es un artículo acerca de un tema de Multisim que me gusta mucho por la integración con otro paquete de software y el hecho de cómo podemos extender las capacidades de simulación y análisis.

Además de los instrumentos virtuales típicos (Osciloscopio, Multímetro, etc) para la simulación de circuitos en Multisim tenemos un conjunto especial de instrumentos conocidos como Instrumentos de LabVIEW.

Primero que nada definimos qué es LabVIEW. LabVIEW es un lenguaje de programación gráfica utilizado en aplicaciones de medición, automatización, control, diseño, investigación, etc. Al igual que cualquier otro lenguaje de programación, nos permite crear nuestros propios programas, pero la gran diferencia es que en lugar de tener que utilizar texto para la programación, lo hacemos mediante bloques que se van interconectando entre sí.

Además de la facilidad de programación, LabVIEW cuenta con muchas librerías para hacer análisis de señales, matemáticas, control de instrumentos, adquisición de datos, etc. Para aprender más de LabVIEW dar un clic aquí.

Ahora imaginemos el siguiente escenario, tenemos un circuito y necesitamos obtener su respuesta en el tiempo, espectro de potencia, un promedio de la señal de salida, etc. O también requerimos utilizar una señal personalizada a la entrada del circuito. ¿Qué hacer en esos casos? Ciertamente podemos utilizar algunos de los instrumentos virtuales ó ánalisis avanzados de SPICE para obtener ciertos cálculos, pero si necesitamos algo más avanzado o personalizado podemos utilizar un Instrumento de LabVIEW en Multisim. Dicho de otra manera, nosotros podemos crear un programa en LabVIEW y utilizarlo dentro de Multisim para realizar una tarea específica.

En la barra de instrumentos de Multisim podemos encontrar algunos Instrumentos de LabVIEW que fueron creados para ciertas aplicaciones:

De la figura anterior podemos ver que tenemos un analizador de BJTs, un micrófono, bocina, un analizador y generador de señales, etc. Para explorar estos instrumentos solo colócalos en el área de trabajo de Multisim y da doble clic en ellos para abrir su panel frontal. Por ejemplo, en las siguientes figuras vemos el bloque del Analizador de Señales y su correspondiente panel frontal:

Para ver en acción este instrumento vamos a abrir uno de los ejemplos de Multisim. Para ello seleccionemos Archivo>>Abrir Ejemplos… Vamos a navegar a la siguiente carpeta LabVIEW Instruments>>Signal Analyzer y abrir el archivo GilbertCellMixer. Este circuito utiliza el Analizador de Señal para ver resultados del mezclador célula de Gilbert. Ejecutemos la simulación y veamos el panel frontal del Analizador de Señal:

Dando clic en el campo Analysis Type podemos ver diversos resultados de análisis. Lo interesante de todo esto es que este panel frontal fue creado y personalizado en LabVIEW, por lo que nosotros podemos crear nuestros propios instrumentos para que realicen un función específica. Claro, es necesario tener conocimientos de LabVIEW para hacer la programación necesaria.

En la próxima entrada al blog utilizaremos el micrófono y la bocina incluidos en Multisim como Instrumentos de LabVIEW.

Mientras tanto si hay preguntas con respecto a este tema no dudes en decirme.

Hasta la próxima.

Fernando