Soluţii - PC Magazine Romania, Mai 2004

Programare grafică LabVIEW

În general, termenul de "Instrument Virtual" se foloseşte cu referire la un instrument de măsură sau de automatizare simulat printr-un program şi se realizează pe baza unui software, un program de simulare şi a unui element hardware, compus din module de prelucrare a semnalelor şi plăci de achiziţie de date.

Denumirea provine de la faptul că, în primele sale versiuni, LabVIEW a fost strict dedicat realizării unor programe de monitorizare a proceselor care înlocuiesc o serie de aparate şi instrumente electronice, primind astfel numele de Instrumente Virtuale. Acestea sunt de sine stătătoare, mult mai flexibile, fiind suficientă o modificare a programului pentru a reproduce un alt instrument cu acelaşi sistem fizic.

În mediul de programare grafică oferit de LabVIEW, instrumentul virtual defineşte un modul software, un program, ce constă dintr-o interfaţă cu utilizatorul, panoul frontal (ce simulează intuitiv partea din faţă a instrumentului clasic) şi un program de tip schemă-bloc (o diagramă, accesibilă numai programatorului).

Panoul frontal este interfaţa dinspre utilizator a instrumentului virtual şi elementul de bază al programelor elaborate în LabVIEW deoarece cu ajutorul său se realizează introducerea sau extragerea datelor în/din mediul de programare. În panoul frontal, comenzile care implică intervenţia utilizatorului sunt în foarte mare măsură simplificate, fiind preferate elementele grafice de comandă şi afişare, denumite controale sau indicatoare. Controalele reprezintă intrările în instrumentul virtual, cele care introduc datele, iar ieşirile, cele care comunică operatorului datele rezultate din proces, poartă numele de indicatoare (elemente de afişare).

Controalele au diferite aspecte, precum: butoane, întrerupătoare, comutatoare, cursoare, cadrane etc., fiecărui tip corespunzându-i un element dintr-un instrument clasic (Figura 1).

Fig. 1 - Exemple de controale

În LabVIEW pot fi tratate structuri de date de la simple până la foarte complexe, valori numerice, şiruri de texte, grafice etc. La indicatoare, aceste structuri de date gestionate de program îşi stabilesc singure forma optimă a reprezentării datelor pe care le primesc.

Întrările şi ieşirile de date sunt duble, fiind destinate atât operatorului, cât şi programului, iar distincţia între controale şi indicatoare nu este rigidă, deşi unele sunt exclusiv elemente de afişare, iar altele de comandă.

Fig. 2 - Exemplu de diagrama bloc

Diagrama bloc însoţeşte panoul frontal şi poate fi imaginată ca fiind un cod sursă, aşa cum este cunoscut în limbajele de programare clasice. Componentele sale reprezintă nodurile programului, precum structurile de decizie, operatorii matematici, funcţiile de prelucrare logice etc. Între componente, legăturile se realizează prin fire (wire) care descriu fluxul de date în interiorul instrumentului virtual creat de program.

Fig. 3 - Exemple de terminale (dreapta) ale elementelor de control (stânga)

Diagrama bloc reprezintă, de fapt, o schemă prin care programatorul descrie algoritmul după care aplicaţia va efectua calculele şi raţionamentele necesare pentru preluarea şi prelucrarea informaţiilor. În majoritatea cazurilor, după ce programatorul a realizat o aplicaţie şi a livrat-o unui utilizator, acesta din urmă nu mai are acces la diagramă, aşa cum utilizatorii altor programe nu au acces la codul sursă al acestora.

Conectorul este elementul care transformă un instrument virtual într-un obiect pentru a fi folosit ulterior ca o subrutină în diagrama bloc a altor instrumente virtuale.

Atunci când un element de control sau indicator este pus în panou, în diagrama bloc este inserat automat un simbol specific, numit terminal, care va reprezenta elementul respectiv în cadrul fluxului de date. Terminalele elementelor se diferenţiază prin culoare, în funcţie de tipul mărimii scalare: portocaliu pentru valori numerice reale, verde pentru valori booleene şi roz pentru valori alfanumerice (string).

Paleta de controale este o fereastră (Figura 4) ce apare doar atunci când se lucrează în cadrul panoului şi contine sub-palete cu elemente de control şi indicatoare de diverse tipuri, precum: Numeric, Boolean, String&Path, Array&Cluster, List& Table, Graph etc.

Fig. 4 - Paleta de controale

Afişarea paletei de controale se poate efectua în două moduri: apăsând butonul din dreapta al mouse-ului atunci când cursorul acestuia se află într-o zonă liberă a panoului sau selectând din meniul Windows comanda Show Controls Palette. În primul caz, sub-paletele se deschid automat atunci când cursorul mouse-ului trece pe deasupra lor iar paleta rămâne vizibilă doar până la selectarea unui element. În al doilea caz, o sub-paletă se deschide (înlocuind paleta de controale) atunci când se apasă cu mouse-ul pe simbolul său. Paleta rămâne vizibilă şi după selectarea unui element.

Dispunerea unui element de control sau indicator pe panou începe cu selectarea elementului dorit din paleta de controale, apoi se deplasează cursorul mouse-ului până în poziţia de pe panou în care se doreşte dispunerea, iar elementul primeşte o etichetă implicită care intră automat în modul de editare. Textul afişat de etichetă poate fi modificat imediat pentru a fi mai sugestiv.

Paleta de unelte este o fereastră (Figura 5) ce apare atât în cadrul panoului cât şi al diagramei. Afişarea paletei de unelte se efectuează selectând din meniul Windows, comanda Show Tools Palette. Uneltele din această paletă sunt utilizate pentru: operare (modificarea valorilor unor elemente de control), selectare (poziţionare, dimensionare), editare a textelor (în panou şi în diagramă), conectare, afişare a meniurilor proprii, deplasare a imaginii într-o fereastră, inserarea de puncte de oprire a rulării, inserarea de puncte de probă, selectarea de culori şi colorarea.

Fig. 5 - Afişarea paletei de unelte

Afişarea temporară a paletei de unelte se realizează ţinând apăsată tasta Shift şi apăsând butonul drept al mouse-ului. Paleta devine vizibilă doar până în momentul selectării uneia dintre uneltele sale.

Paleta de funcţii este o fereastră (Figura 6) ce apare doar atunci când se lucrează în cadrul diagramei şi conţine sub-palete cu diverse categorii de funcţii, proceduri sau structuri specifice de programare.

Fig. 6 - Paleta de funcţii

Afişarea paletei de funcţii se efectuează în două moduri: apăsând butonul din dreapta al mouse-ului atunci când cursorul acestuia este într-o zonă liberă a diagramei, sau selectând din meniul Windows comanda Show Functions Palette. În primul caz, sub-paletele se deschid automat atunci când cursorul trece pe deasupra lor, iar paleta rămâne vizibilă doar până la selectarea unei functii. În al doilea caz, o sub-paletă se deschide (înlocuind paleta de funcţii) doar când se apasă pe simbolul său. Paleta rămâne vizibilă şi după selectarea unei funcţii.