But : Acquérir une connaissance du logiciel, afin d’appréhender des programmes déjà écrits et\ou réaliser des programmes. Pré requis








télécharger 57.86 Kb.
titreBut : Acquérir une connaissance du logiciel, afin d’appréhender des programmes déjà écrits et\ou réaliser des programmes. Pré requis
date de publication27.07.2017
taille57.86 Kb.
typeProgramme
m.21-bal.com > documents > Programme



INITIATION A LABVIEW






INITIATION A LABVIEW (Version 2012)

Temps :
20 HEURES

But : Acquérir une connaissance du logiciel, afin d’appréhender des programmes déjà écrits et\ou réaliser des programmes.


Pré requis :

Connaissance de l’environnement Windows






  1. Introduction


LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) est un logiciel de développement d'applications d'instrumentation. Bien que tout à fait utilisable dans un grand nombre de domaines, LabVIEW est plus particulièrement destiné à l'acquisition de données et au traitement du signal. En effet, ce logiciel offre de larges possibilités de communication entre l'ordinateur et le monde physique (par cartes d'acquisitions analogiques ou numériques, cartes GPIB, réseau, liaisons série et parallèles, etc.) ainsi que d'importantes bibliothèques mathématiques permettant de traiter les signaux mesurés.



  1. Le principe de LabVIEW

LabVIEW permet de réaliser, entre autre, des instruments virtuels. Par extension on appellera VI (pour Virtual Instrument) toute application réalisée avec LabVIEW. Un VI est composé de trois parties liées :

Une face-avant (Front-Panel) Figure 1 : c'est l'interface (ou moyen de communication) avec l'utilisateur. Cette face-avant, personnalisable à loisir, est composée d'objets graphiques comme des interrupteurs, des potentiomètres, des zones de graphismes, etc… Elle représente la face-avant de l'instrument.
Un diagramme (Block-Diagram) Figure 2 : cette partie décrit le fonctionnement interne du VI. On utilise le langage G pour décrire ce fonctionnement. Destiné à être utilisé par des ingénieurs et des scientifiques, non informaticiens de formation, LabVIEW utilise un langage de programmation graphique G (pour Graphique) afin de décrire les programmes dictant le comportement de l'application. Ainsi l'utilisateur est affranchi de la lourde syntaxe des langages de programmation textuels tels que C, Basic, etc…
Une icône (Icon) Figure 3 : c'est la symbolisation de l'instrument virtuel qui permettra de faire appel à un instrument virtuel déjà créé à l'intérieur d'un autre instrument virtuel, c'est un principe de structure hiérarchique et de modularité.


Figure 1 : la face-avant (Panel)


Figure 2 : le diagramme (Diagram)


Figure 3 : l'icône (Icon)


  1. Le langage G


Le langage G se base sur le principe du flot de données, auquel ont été rajoutées des structures de programmation afin d'obtenir un langage de programmation complet.

Un diagramme flot de données permet d'exprimer une fonction de manière graphique. Un tel diagramme (Figure 4) est composé de :

Terminaux : ils définissent les entrées (rectangle gras) et les sorties (rectangle fin) de la fonction,
Noeuds : ils définissent les opérations à effectuer. Ils sont représentés par un carré pouvant éventuellement contenir une image illustrant leur fonctionnalité,
Arc orientés : ils relient noeuds et terminaux et permettent d'indiquer le passage de données d'un noeud vers un autre. Par convention, ces arcs sont orientés implicitement de gauche à droite,
Jetons : ils représentent les données transitant sur les arcs. Ils sont représentés par des points.

Des règles d'évolution permettent de faire évoluer ce diagramme :

A l'initialisation, les terminaux d'entrée produisent chacun un jeton,
Lorsqu'un noeud possède un jeton sur chacun de ces arcs entrant, le noeud peut être exécuté : chaque jeton en entrée est consommé et le noeud produit un jeton sur chacun de ces arcs sortants.

Un diagramme flot de données peut être encapsulé afin d'être réutilisé, en tant que noeud, par d'autres diagrammes flot de données. Les terminaux du diagramme deviennent alors les entrées/sorties du noeud.

Ainsi le diagramme de la Figure 4 exprime le calcul de "d = a + b * (b - c)" et de "e = b - c". A l'instant considéré, le noeud "+" peut être tiré, le noeud "-" a été tiré. Le noeud "*" ne peut être tiré pour l'instant puisqu'un de ces arcs d'entrée ne possède pas de jeton. Cela sera possible lorsque le noeud "+" aura été tiré et qu'il aura produit un jeton sur son arc de sortie. La Figure 5 représente la forme encapsulée de ce diagramme.


Figure 4 : un diagramme Flot de données


Figure 5 : encapsulation d'un diagramme flot de données


  1. L’environnement de LabVIEW


Lorsque LabVIEW est lancé, celui-ci ouvre par défaut un nouveau VI. Deux fenêtres vierges apparaissent à l’écran : une face-avant ou Panel (à fond gris) et un diagramme ou Diagram (à fond blanc) (Figure 6).

Figure 6

Chacune de ces fenêtres est composée de :

Une barre de titres, contenant le titre du VI. L’extension Diagram indique que la fenêtre considérée est le diagramme. La fenêtre dont la barre de titres est bleue indique que celle-ci a le contrôle, c’est-à-dire que c’est à elle que s’adressent les informations provenant du clavier ou de la souris. On donne le contrôle à une fenêtre en cliquant dessus.
Une barre de menus déroulants. Ceux-ci permettent de gérer la sauvegarde des programmes, de gérer les différentes fenêtres, etc.
Une barre d'exécution/édition (Figure 7) se retrouve dans chacune des fenêtres et permet de lancer l'exécution d'un VI, de l'interrompre, etc.. Cependant, on ne retrouve les icônes de mise au point que dans la fenêtre du diagramme.


Figure 7 : la barre d'exécution/édition

Différentes fenêtres permettent de créer des VIs :

La boîte à outils : elle va permettre de manipuler les objets graphiques créés,
La fenêtre Controls : elle va permettre de créer des objets graphiques sur la face-avant,
La fenêtre Functions : elle va permettre de créer des objets graphiques dans le diagramme.

On appelle menu local, le menu qui apparaît lorsque l'on clique avec le bouton droit de la souris dans une fenêtre en maintenant le bouton enfoncé. Par exemple, lorsque l'on ouvre un menu local sur un objet, un menu contextuel apparaît permettant de changer les propriétés de cet objet. Lorsque l’on ouvre un menu local dans une face-avant (resp. diagramme) une fenêtre Controls (resp. Functions) apparaît.

Les fenêtres de LabVIEW sont généralement des fenêtres fugitives, c’est-à-dire qu’elles n’existent que le temps de la manipulation désirée. Cependant, on peut rendre leur affichage permanent en cliquant sur la punaise (Figure 8) qui se trouve en haut à gauche de ces fenêtres.


Figure 8 : Punaise

    1. La boîte à outils (utilisation optionnelle sur la version 2010)





On fait apparaître la boîte à outils (Figure 9) permettant de manipuler les objets graphiques, en suivant la séquence de menu Windows >> Show Tools Palette ou bien en ouvrant un menu local dans la fenêtre avec la touche SHIFT enfoncée. Une fois apparue, la boîte à outils est toujours visible. On sélectionne l’outil désiré en cliquant dessus. Il est à noter que la touche de tabulation permet une sélection rapide des outils les plus utilisés.


Figure 9 : la boîte à outils

outil Doigt : permet de positionner des éléments des palettes Controls et Functions sur la face-avant du diagramme.
outil Flèche : permet de positionner, redimensionner et sélectionner les objets.
outil Texte : permet de modifier du texte et d'en créer.
outil Bobine : permet de câbler des objets entre eux dans le diagramme.
outil Menu local : fait apparaître un menu local dans un objet.
outil Main : fait défiler toute la fenêtre sans avoir recours aux barres de défilement.
outil Point d'arrêt : permet de définir des points d'arrêt dans les VIs, les fonctions, les séquences et les structures.
outil Sonde : permet de créer des sondes sur les fils.
outil Pipette : copie les couleurs pour les coller à l'aide de l'outil Pinceau.
outil Pinceau : permet de définir la couleur de l'arrière-plan et du premier plan
    1. La fenêtre Controls


Lorsqu'une fenêtre de type face-avant est active, on peut faire apparaître une fenêtre nommée Controls (Figure 10) permettant de positionner des objets sur la face-avant en suivant la séquence de menu Windows >> Show Controls Palette ou bien en ouvrant un menu local dans la fenêtre.

Une fenêtre de sous-menus contenant des objets graphiques apparaît lorsque l’on clique sur les icônes de cette fenêtre (Figure 10).

La sélection d'un objet dans un de ces sous-menus permet de le disposer dans la face-avant et fait automatiquement correspondre un terminal dans le diagramme (Figure 11).

Cette fenêtre n’apparaît que lorsqu’une fenêtre de type face-avant est active : si une fenêtre de type diagramme est active, cette fenêtre disparaît.


Figure 10 : la fenêtre Controls et ses sous-menus



Figure 11 : correspondance des objets
entre face-avant et diagramme

Description des sous-palettes :



La sous-palette numérique : indicateurs et contrôles associés aux données numériques.
La sous-palette booléen : indicateurs et contrôles associés aux variables booléennes.

La sous-palette chaînes de caractères et tables : indicateurs et contrôles associés aux données chaînes de caractères ASCII et aux tables.
La sous-palette Liste et menu déroulant : indicateurs et contrôles associés aux listes et menus.
La sous-palette tableaux et cluster : indicateurs et contrôles associés aux tableaux et cluster (regroupement de plusieurs données pouvant être de types différents, sous la forme d’une seule variable à plusieurs champs)..
La sous-palette Graphes contient les différents types de graphes disponibles pour le tracé de courbes.
La sous-palette chemins et refnum : : indicateurs et contrôles associés aux chemins d’accès aux fichiers et leurs numéros de référence..

La sous-palette décoration : permet de personnaliser un VI.

La sous-palette sélectionner une commande : permet d’afficher une boîte de dialogue afin de charger des contrôles personnalisés.
La sous-palette ActiveX permet de faire appel à des commandes ActiveX.

La sous-palette commandes utilisateur : permet de faire appel à des commandes définies par l’utilisateur.

    1. La fenêtre Functions


De la même manière que pour la face-avant, lorsqu'une fenêtre de type diagramme a le contrôle, on peut faire apparaître une fenêtre nommée Functions (Figure 13) permettant de positionner des objets dans le diagramme (diagram) en suivant la séquence de menu Windows >> Show Functions Palette ou bien en ouvrant un menu local dans la fenêtre.

Une fenêtre de sous-menus contenant des noeuds (fonctions) apparaît lorsque l’on clique sur les icônes de cette fenêtre (Figure 12). La sélection d'un objet permet de le disposer dans le diagramme.


Figure 12 : la fenêtre Functions et ses sous-menus

Description des sous-palettes :



La sous-palette Structures contient des structures du type( for, while), ou des structures permettant d’imposer l’ordre d’exécution des tâches du programme.
La sous-palette numérique contient les fonctions numériques, trigonométriques ou logarithmiques usuelles.

La sous-palette booléen contient les fonctions logiques et booléennes.
La sous-palette chaînes de caractères contient les fonctions de manipulation des chaînes de caractères.
La sous-palette tableaux contient les fonctions de manipulation des tableaux.
La sous-palette Cluster contient les fonctions de manipulation des cluster.
La sous-palette comparaisons contient les fonctions de comparaison de données de même type (nombres, booléens, chaînes de caractères.
La sous-palette temps et dialogue contient les fonctions permettant le séquencement du temps programme et l’affichage de boîtes de dialogues.
La sous-palette E/S sur fichiers contient les fonctions et VI permettant la manipulation des fichiers.
La sous-palette communication contient les VI permettant le transfert de données VIA le réseau.
La sous-palette E/S d’instruments contient les VI de contrôle d’instrument (bibliothèque GPIB, VISA, et série)
La sous-palette acquisition de données contient les VI de contrôle de carte d’acquisition PC NI (Carte NI DAQ).
La sous-palette analyse contient les VI d’analyse de données (filtres, DSP…).

La sous-palette tutorial contient les VI utilisés dans le manuel d’apprentissage de labview.
La sous-palette avancée contient divers VI permettant le contrôle de sous-VI (fermeture, lancement,..) la manipulation des données.

La sous-palette drivers d’instruments



La sous-palette bibliothèque utilisateur : permet de mettre ses propres VI







La sous-palette sélectionner un VI : permet de sélectionner et d’insérer un sous-VI précédemment créé et enregistré par le programmeur.


  1. Mise en œuvre.




  • Exercice 1 « mes début avec Labview »


 Suivre le document de formation proposé par National Instrument « Initiation à Labview.pdf » jusqu’au chapitre 3 inclus (page 59)


  • Exercice 2 l’encapsulation »

Création d’un sous-VI opération .


  1. Créer le VI Add.VI (demander au professeur) et se placer dans la fenêtre de face avant.

  2. Placer le curseur sur la zone représentant l’icône actuelle du VI (en haut à droite).

  3. A l’aide du BD faire apparaître le menu contextuel à cette zone.

  4. Choisir « Editer l’icône ». Et modifier l’icône existante à votre guise. Par exemple, effacer tout et placer le texte suivant

(x+y) 

(x-y)

(x+y)z

  1. A l’aide du menu contextuel (BD), choisir « Visualiser le connecteur ».

  2. A l’aide de l’outil Bobine, cliquer sur la « broche » du connecteur située en haut à gauche, puis cliquer sur la variable que vous voulez lui associer, ici x.

  3. Procéder de la même façon avec toutes les commandes que vous placerez à gauche sur le connecteur et les indicateurs que vous placerez à droite sur le connecteur.

  4. Repasser en mode «  Visualiser l’icône ».


Votre VI est maintenant visible en tant que sous-VI

  • Exercice 3 « Utilisation de mes VI »

Utilisation du sous-VI créé dans une application.


  1. Ouvrir un nouveau VI et se placer dans le diagramme.

  2. Avec la palette de fonction, choisir placer un VI et cliquer sur Add.Vi

  3. Répéter cette opération deux fois.



  1. Câbler ces deux VI de la façon suivante.



  1. La face avant présentera 3 commandes a, b,c et d reliées à x,y,z, du premier VI et z du second. Et on fera revenir à la face avant uniquement résultat de la sortie (x+y)z du second VI que l’on nommera Résultat. On fera apparaître une constante 7 sur l’entrée y du second Vi.

Pour ce câblage, vous pouvez directement à partir du diagramme et à l’aide l’outil Bobine placer sur les fils à câbler faire apparaître (BD, menu contextuel) des options pour câbler indicateur, commande ou constant.

  1. Faire s’exécuter le VI et vérifier la cohérence du résultat.

  2. Exécuter le VI en mode pas à pas et rentrer dans les sous VI lors de l’exécution pour suivre l’information.



Les Structures de programmation


Les structures de programmation se trouvent dans le menu Structures de la fenêtre Functions (Figure 22). Ce sont :

La séquence,
Le choix,
La boucle For,
La boucle While,
La calculatrice,
Les variables locales et globales.


Figure 22 : sous-menu Structures

Les structures de choix et d'itération sont décrites ci-après.

0.1La boucle For


Cette structure (Figure 23) permet d'effectuer des calculs itératifs. Le flot de données placé à l'intérieur de cette structure est exécuté N fois. L'indice de boucle i variant de 0 à N-1. Lorsqu'un tableau arrive sur une structure de boucle, un tunnel est créé : le tableau est automatiquement indexé de sorte qu'à chaque itération, c'est l'élément d'indice i du tableau qui est passé dans la boucle. Cependant, il est possible d'envoyer un tableau à l'intérieur d'une boucle en ouvrant un menu local sur le tunnel et en sélectionnant l'option disable indexing .


Figure 23 : structure de boucle For

Inversement, lorsqu'une valeur sort de la boucle, elle est automatiquement stockée dans un tableau à l'indice i. Si l'option disable indexing est sélectionnée, seule la dernière valeur est émise.

Il est possible de récupérer un résultat provenant d'une itération précédente à l'aide des registres à décalage (ou Shift Register). Ils apparaissent lorsque l'on ouvre un menu local sur le bord de la structure de boucle et que l'on sélectionne le menu Add Shift Register.

0.2La boucle While


La structure de boucle While permet de faire des calculs itératifs ou le nombre d'itérations n'est pas forcément connu à l'avance. Une condition d'arrêt booléenne doit alors être connectée : la boucle s'exécutera tant que cette valeur booléenne sera vraie. Comme la boucle For, la boucle While possède des registres à décalage et des tunnels, cependant ces derniers sont par défaut en mode disable indexing.

Une boucle While s'exécutera toujours au moins une fois.


Figure 24 : structure de boucle While

0.3Le choix


Cette structure (Figure 25) permet d'exécuter des flots de données différents suivant la valeur reliée à l'entrée .
Cette entrée notée doit être reliée à un booléen (structure type si alors sinon) ou bien à un entier (structure type case). A l'intérieur de chaque fenêtre de cette structure seront édités les diagrammes flot de données correspondant aux différent cas. Lorsque le choix est un entier, on ajoute des fenêtres supplémentaires à cette structure à l'aide d'un menu local sur une des flèches et en sélectionnant le menu Add Frame After.


Figure 25 : structure de choix

  • Exercice 4 « Pour s’entrainer…. »



  • Réaliser un programme qui calcule les racines d’une équation du second degré.


  • Calcul de puissance (01)



Réalisez un VI qui calcule la puissance en W dissipée par une résistance 1/4W conformément à la face avant fournie ci-dessous.

On a P=R.i² avec R en ohm et i en A.

i sera saisi par l'utilisateur en mA, et si la puissance dépasse 0,25 W, on affichera l'alarme.

Etape 1 : Calculer P en fonction de R et i. Attention à convertir les mA en A

Etape 2 : Mettre en place l'alarme (indicateur booléen de type LED

Etape 3 : Mettre en place l'arrêt du programme grâce à l'interrupteur M/A ((avec une commande booléen de type interrupteur et un indicateur booléen de type LED). Lorsque le programme est exécuté, l'interrupteur doit être positionné sur Marche et le voyant allumé, lorsque l'utilisateur bascule l'interrupteur sur Arrêt, le programme s'arrête et le voyant doit être éteint.

Etape 4 : Créer un sous-Vi qui calcule la puissance P avec R et I en entrée.



  • Exercice : boucles



Dans cet exercice, on simule un compteur vélo.

L'activité du cycliste se fera par la saisie de sa fréquence de pédalage en tour par minute.

On fixera en entrée le nombre de dents du plateau avant et de la roue libre à l'arrière.

La circonférence de la roue sera de 2100 mm.

1. Calculer la vitesse en km/h avec ces données.

2. Sur un parcours, le cycliste va ajuster constamment sa fréquence de pédalage et le développement qu'il va choisir. Pour simuler le temps qui s'écoule sur un parcours, on placera une boucle avec des itérations de 1s. Les commandes (fréquence et nb de dents) étant placées à l'intérieur de la boucle, on peut donc calculer la distance parcourue et le temps du parcours. En déduire la vitesse moyenne pendant le parcours.



Bts Systèmes Numériques ©LW_PRG_SJ_11


similaire:

But : Acquérir une connaissance du logiciel, afin d’appréhender des programmes déjà écrits et\\ou réaliser des programmes. Pré requis iconProgrammes et accompagnement des programmes en mathématiques

But : Acquérir une connaissance du logiciel, afin d’appréhender des programmes déjà écrits et\\ou réaliser des programmes. Pré requis iconRapport final sur la recension des écrits en français
«officielles», elle n'a pas le même accès à l'information et aux services que le reste de la population. L'auteur propose plusieurs...

But : Acquérir une connaissance du logiciel, afin d’appréhender des programmes déjà écrits et\\ou réaliser des programmes. Pré requis iconPhilippe Flajolet & Gérard Huet
«pré-calcul» effectué une seule fois et disponible universellement pour des tâches répétitives. Jusqu’aux années 1950, la construction...

But : Acquérir une connaissance du logiciel, afin d’appréhender des programmes déjà écrits et\\ou réaliser des programmes. Pré requis iconSommaire des programmes de

But : Acquérir une connaissance du logiciel, afin d’appréhender des programmes déjà écrits et\\ou réaliser des programmes. Pré requis iconIntroduction Les programmes
«Française des Jeux» sont des exemples dans lesquels IL faut que le citoyen estime le risque à prendre dans des situations complexes...

But : Acquérir une connaissance du logiciel, afin d’appréhender des programmes déjà écrits et\\ou réaliser des programmes. Pré requis iconDiscussion en dyade : faire une liste de sujets afin de décider ‘Quel...

But : Acquérir une connaissance du logiciel, afin d’appréhender des programmes déjà écrits et\\ou réaliser des programmes. Pré requis iconProgrammes des différentes spécialités (M2) p 17

But : Acquérir une connaissance du logiciel, afin d’appréhender des programmes déjà écrits et\\ou réaliser des programmes. Pré requis iconAu cycle 3, l’enseignement de l’histoire et de la géographie a permis...

But : Acquérir une connaissance du logiciel, afin d’appréhender des programmes déjà écrits et\\ou réaliser des programmes. Pré requis iconDans le cadre des nouveaux programmes

But : Acquérir une connaissance du logiciel, afin d’appréhender des programmes déjà écrits et\\ou réaliser des programmes. Pré requis icon1. a l'occasion de la fête scolaire le directeur d'une école décide...








Tous droits réservés. Copyright © 2016
contacts
m.21-bal.com