Programacion Grafica con LabVIEW Sesion #9

Por: Omar Gurrola

LabVIEW Sesiรณn #9 (04/13/13)

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Programacion Grafica con LabVIEW Sesion #9 Contenido Introducciรณn: ................................................................................................................................................. 2 Instrumentaciรณn Virtual ................................................................................................................................ 2 Comunicaciรณn de Datos ................................................................................................................................ 3 Interfaz Serie ................................................................................................................................................. 3 Comandos SCPI ............................................................................................................................................. 6 LabVIEW y Comunicaciรณn Serie RS-232 ........................................................................................................ 6 Notas ............................................................................................................................................................. 9 Ejercicios ..................................................................................................................................................... 10

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Introducción: El enfoque de esta sección es:     

Instrumentación Virtual.

Comunicación de Datos.

Interfaz Serie.

Comandos SCPI. LabVIEW y Comunicación Serie.

Instrumentación Virtual Un instrumento virtual es un software que simula el panel frontal de un instrumento común (osciloscopio, multímetro, generador de funciones, fuente, etc.), utilizando elementos de hardware accesible por la PC (DAQ, DSP, GPIB, VXI, RS-232, USB, Ethernet), realizando mediciones como si fuera un instrumento real.

En la instrumentación virtual siempre habrá comunicación entre uno o varios dispositivos utilizando alguna interfaz de comunicación.

El control de instrumentos por computadora existe desde los años 70s a través de la interfaz IEEE 488 o GPIB (General Purpose Interface Bus).

Para desarrollar un sistema automático de prueba el usuario encargado debe ser capaz de: a) Definir el procedimiento de la prueba. b) Seleccionar los instrumentos adecuados para la prueba.

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c) Supervisar la prueba durante su ejecución. d) Proporcionar los parámetros iniciales de la prueba. e) Analizar los resultados.

Comunicación de Datos Existen diversos métodos para transferir los datos de los instrumentos a la computadora.     

RS-232: Es la más común y económica.

RS-485: Económica, soporta distancias mayores y mayor velocidad que la RS-232.

USB: Altas velocidades, más compleja y es el reemplazo a la comunicación RS-232.

Ethernet: Se emplea en redes de pc, es rápido pero más complejo que las anteriores.

GPIB (IEEE-488): Popular en sistemas de instrumentación y control.

Interfaz: RS-232 RS-485 USB GPIB (IEEE-488) Ethernet

Comunicación: Asíncrona Asíncrona Asíncrona Paralela Serial

Dispositivos: 2 32 127 15 1024

Distancia (Pies): 100 4k 16 60 1600

Velocidad (b/s): 115k 10M 480M 8M 1G

Los métodos más sencillos y utilizados para el control de instrumentos son: la comunicación RS-232, GPIB y Ethernet.

Interfaz Serie La comunicación serie presenta las siguientes ventajas en comparación a comunicación paralela:  

Transmisión a mayor distancia.

Menor costo

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 

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Hardware más simple.

Comunicaciones punto a punto.

La ventaja de la comunicación serial RS-232 es que todas las computadoras tienen uno por ese hecho existen muchos instrumentos en el mercado que utilizan este método de comunicación como estándar.

En la comunicación serial se utilizan dos tipos de formatos: Comunicación Síncrona:  

Este formato no es muy utilizado ya que requiere transmitir un reloj común para que la comunicación se realice exitosamente. Se utiliza para distancias mas largas.

Los bits son transmitidos de forma sincronizada utilizando el reloj común, ya sea en flanco de positivo o negativo según sea configurado.

Comunicación Asíncrona:  

Este formato es el más utilizado por utilizar un cable menos y por no requerir un reloj de sincronía. Se utiliza para distancias más cortas.

Se tienen que establecer los parámetros de comunicación de la misma manera (velocidad, paridad, etc.) para ambos dispositivos.

Para utilizar este método de comunicación se debe especificar en ambos dispositivos los siguientes:    

Velocidad de transmisión (baud rate) Ej. 2400/9600.

Numero de bits (data bits) Ej. 8 bits.

Bit de paridad (parity bit) Ej. Si/No. Bits de paro (stop bit) Ej. 0/1/2.

La trama del RS-232 es la siguiente:

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La comunicación serial RS-232 utiliza niveles lógicos bipolares, donde los voltajes son:  

“1” Lógico: -3v a -12v “0” Lógico: +3v a +12v

Los cables habituales para RS-232 son: 

Directo



Loopback



Modem Nulo (null-modem)

Existe otro protocolo de comunicación llamado RS-485 el cual es más utilizado en la industria por presentar las siguientes ventajas ante el RS-232.   

Permite conexión multipunto, 32 estaciones y algunas de hasta 256.

Velocidad máxima de 10Mbit/s a 12 metros.

Longitud de hasta 1.2 Km a 100Kbit/s.

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Comandos SCPI Las siglas SCPI son “Standard Commands for Programmable Instrumentation”. Es un código o formato de software estandarizado bajo el nombre IEEE-488.2. Estos comandos se utilizan para que una aplicación se comunicarse con equipo de prueba cómo multímetros, osciloscopios, generadores de funciones, fuentes de poder, etc.

Los comandos pueden ser utilizados por cualquier lenguaje incluyendo LabVIEW, enviándolos normalmente por Serial RS-232, GPIB, VXIbus y LAN según el puerto que tenga el dispositivo o se desee utilizar.

Muchos dispositivos de prueba tienen comandos que no cumplen con el estándar, los cuales deben ser revisados exclusivamente en el archivo de ayuda o en la hoja de datos del mismo.

Los comandos son en ingles pero son muy fáciles de entender. Todos los comandos están documentados en el estándar. Algunos de los comandos básicos del estándar son:       

*OPC: Operation Complete Command *OPC?: Operation Complete Query RST: Reset Command *SRE: Service Request Enable Command *SRE?: Service Request Enable Query *STB?: Read Status Byte Query *TST? Self-Test Query

LabVIEW y Comunicación Serie RS-232 Para realizar una comunicación por serie se utilizan funciones VISA (Virtual Instrument Software Architecture). VISA son librerías que controlan funciones de bajo nivel para buses y que sea de manera transparente para el programador.

Este tipo de librerías son generadas por diferentes fabricantes, los de LabVIEW se llaman NI-VISA (National Instrument VISA) y se encargan de administrar varios buses como:

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Para la comunicación serie se utilizan las siguientes funciones VISA:

Dónde: Función:

Descripción:

Se utiliza para iniciar y configurar el puerto serie.

Se utiliza para leer o escribir una o más propiedades del puerto serie.

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Se utiliza para definir el tamaño del buffer de entrada y salida.

Se utiliza para vaciar el buffer de entrada / salida.

Se utiliza para escribir o mandar datos al puerto serie.

Se utiliza para mandar un carácter especial llamado “break” por el puerto serie especificado.

Sirve para leer un numero especifico de bytes por el puerto serie.

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Cierra la sesión especificada.

Para mandar comandos SCPI a un dispositivo de prueba se debe:     

Configurar la comunicación serial, igual en ambos dispositivos (software y dispositivo de prueba).

Mandar el comando SCPI. Esperar mínimo 50ms (Depende del aparato de prueba, revisar manual).

Leer los bytes recibidos.

Procesar la información.

Notas  Para manejo del puerto serial utilizar VISA y no las funciones viejas que se mantienen por compatibilidad.  Existen VISA para varios lenguajes de programación de alto nivel, no únicamente LabVIEW.

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Ejercicios 1. Implemente una aplicaci贸n que mande comandos SCPI muy b谩sicos a un aparato de prueba.

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2. Implemente un instrumento virtual de una fuente de poder Agilent E3631A.

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