Apprendre à utilise LabView étape par étape
Chapitre 1 Introduction à LabVIEW
Ce chapitre présente les concepts de base de LabVIEW.
Objectifs:
A. Ce qu’est LabVIEW.
B. Ce qu’est un instrument virtuel (VI).
C. L’environnement LabVIEW.
D. L’aide en ligne et les manuels.
A. LabVIEW
LabVIEW intègre l’acquisition, l’analyse, le traitement et la présentation de données.
• Pour l’acquisition de données et le contrôle d’instruments, LabVIEW supporte les standards RS-232/422, IEEE 488 (GPIB) et VXI, ainsi que les cartes d’acquisition de données.
• Pour l’analyse et le traitement des données, la bibliothèque d’analyse étendue contient les fonctions pour la génération et le traitement de signaux, les filtres, les fenêtres, les statistiques, la régression, l’algèbre linéaire et l’arithmétique matricielle.
• LabVIEW intègre un grand nombre d’éléments de présentation tels les graphes déroulants, des graphes XY, des abaques de Smith, jauges, cadrans à aiguille…
B. Les Instruments Virtuels
Les programmes LabVIEW s’appellent des Instruments Virtuels (VIs). Ces VIs ont trois parties principales : la Face Avant, le Diagramme et l’Icône/Connecteur.
La face avant d’un VI est avant tout une combinaison de commandes et d’indicateurs. Les commandes sont les entrées des VIs, elles fournissent les données au diagramme. Les indicateurs sont les sorties des VIs et affichent les données générées par le diagramme. Vous pouvez utiliser plusieurs types de commandes et d’indicateurs tels que les commandes et les indicateurs numériques, à curseur, booléens, chaîne de caractères, les tables et les graphes. Un exemple de face avant d’un VI est présenté cidessous :
Vous construisez la face avant en plaçant des éléments graphiques accessibles dans une palette. Vous disposez de boutons, d’indicateurs numériques et de chaînes, de graphes, de LEDs, de listes déroulantes, de menus…
Chaque objet déposé sur la face avant génère dans le diagramme un symbole appelé Terminal. Ce terminal contient la valeur de l’objet graphique correspondant. Le symbole représente le type de la donnée (par ex. DBL pour double), le sens du flot, (maigre avec une flèche à droite s’il s’agit d’un indicateur, gras avec une flèche à gauche s’il s’agit d’une commande)
Le diagramme contient les terminaux, les sous VIs, les fonctions, les constantes, les structures ainsi que les fils qui relient les différents objets pour leur transmettre les données.
L’exemple suivant montre une face avant et le diagramme correspondant :
Après avoir construit la face avant et le diagramme, vous pouvez créer son icône et son connecteur. Si ce VI est utilisé dans un autre VI, il devient un Sous VI, il correspond à une routine dans un langage classique, le connecteur représente alors les paramètres entrant et sortant de la routine. L’icône identifiera le VI comme le ferait le nom de la routine. La hiérarchisation des applications facilite grandement la réutilisation du code et le déboguage.
C. Environnement LabVIEW
Au lancement de l’application, la boite de dialogue suivante apparaît.
Elle permet les actions suivantes:
• Nouveau VI permet d’ouvrir une face avant et un diagramme vierge. Le fait de cliquer sur la flèche de la liste déroulante permet de créer d’autres types d’objets LabVIEW (des contrôles personnalisés, des variables globales, des VIs polymorphes…).
• Ouvrir VI permet d’ouvrir un VI existant, la flèche de la liste déroulante donne accès aux VIs récemment ouverts.
• Solutions DAQ charge un utilitaire destiné à simplifier le développement d’applications dédiées à l’acquisition de données par cartes d’entrées sorties.
• Exemples ouvre une boite de dialogue permettant de trouver des exemples classés par thème.
• Tutorial LabVIEW ouvre le guide d’apprentissage.
• Quitter ferme LabVIEW.
Les fenêtres de la face avant et du diagramme
Lorsque l’on ouvre un nouveau VI, une fenêtre de face avant et une fenêtre de diagramme apparaissent. L’illustration suivante présente les principaux éléments de ces deux fenêtres.
Barre d’outils de la face avant
La barre d’outils suivante est présente sur la face avant, elle donne accès aux outils d’exécution et de présentation.
Lance l’exécution du VI.
Indique que le VI est en cours d’exécution et qu’il s’agit d’un VI de niveau supérieur (il n’a pas été appelé par un autre VI).
Indique que le VI est en cours d’exécution et qu’il s’agit d’un sous VI (il a été appelé par un autre VI)
Le bouton d’exécution apparaît brisé : le VI n’est pas exécutable (il contient des erreurs).
Relance continuellement le VI après chaque fin d’exécution (équivalent à déposer le VI dans une boucle infinie). Les boutons stop ou pause arrêtent l’exécution.
Arrête l’exécution du VI.
Note Le bouton stop ne doit servir d’arrêt que lors des phases de mise au point, il faut prévoir une structure de programmation capable de finir correctement l’exécution du VI !
Suspend l’exécution du VI, l’icône devient rouge pour indiquer que le Vi est en pause, Appuyer de nouveau sur le bouton pour continuer l’exécution.
Permet de choisir la fonte, la graisse, la couleur…d’un champ contenant du texte.
Permet d’aligner des objets.
Permet d’égaliser l’espacement entre objets.
Change le plan d’un objet, pour permettre des superpositions.
Barre d’outils du diagramme
La barre d’outils suivante est présente sur le diagramme, elle donne accès aux outils de mise au point et de présentation.
Fait apparaître le flot de données sur les fils et sur les connexions des VI.
Entre dans une structure ou dans un sous VI, lors de l’exécution pas à pas. Chaque structure ou sous VI se met à clignoter lorsqu’il est prêt à être exécuté.
Saute l’exécution détaillée d’une structure ou un VI lors de l’exécution pas à pas.
Termine l’exécution détaillée d’un boucle ou d’un sous VI.
Dénote un problème d’exécution potentiel, mais n’empêchant pas le programme d’être exécuté. Cette option n’est pas naturellement active, on y accède par Outils»Options»Déboguage.
Menus contextuels
La plus part des objets présents dans les fenêtres de face avant et de diagramme possèdent des menus contextuels accessibles par un clic droit de souris.
Menus
Une partie des menus contient des fonctions classiques d’enregistrement, d’édition, de changement de fenêtres… . D’autres sont spécifiques à LabVIEW.
Note : les menus sont parfois inhibés lorsque le VI est en cours d’exécution.
• Fichier donne accès à l’ouverture, l’enregistrement ou l’impression de VIs.
• Edition permet les copier/coller, la recherche, la création de menus…
• Exécution exécute, arrête, accède aux options d’exécution d’un VI.
• Outils facilite par le biais d’outils spécifiques, la communication avec des instruments, l’édition de bibliothèques, la comparaison de VIs, la configuration du serveur WEB…
• Parcourir facilite la navigation dans un VI et dans sa hiérarchie.
• Fenêtre accède aux fenêtres de l’application et aux palettes d’outils.
• Aide affiche l’aide, donne accès aux exemples...
Palettes
LabVIEW possède trois palettes flottantes respectivement nommées: Outils, Commandes, et Fonctions.
Palette d’outils
La palette d’outils existe sur le diagramme et sur la face avant. Elle permet de modifier des valeurs, des couleurs, mais aussi de câbler les entrées et les sorties des icônes entre elles, de poser des points d’arrêt, des sondes… On y accède par Fenêtre»Afficher la palette d’outils.
Note : Il est possible de faire apparaître temporairement la palette d’outils en appuyant sur la touche maj. et en faisant simultanément un clic droit.
Active la sélection automatique des outils. Dans ce mode, LabVIEW choisit l’outils adapté en fonction de l’emplacement du curseur (pas toujours très pratique). On peut lui préférer le raccourci clavier « touche espace », qui commute les deux outils des plus utilisés (sélection et doigt dans la face avant, sélection et bobine dans le diagramme) ou la « touche Tab » qui propose successivement les quatre outils les plus courants.
L’outil « doigt » change la valeur d’une commande, sélectionne un texte, Le curseur adopte la forme lorsqu’il est placé dans une zone contenant des caractères.
L’outil « flèche » sélectionne, déplace, redimensionne les objets. Il adopte l’une des formes suivantes lorsqu’il est sur l’angle d’un objet redimensionnable.
L’outil « édition de texte » permet de changer les étiquettes, d’éditer des objets de type caractère et de placer du texte libre dans une fenêtre.
L’outil « bobine » sert au câblage des VI’s.
Accède au menu contextuel par un clic à gauche (utilité douteuse !).
Pour se déplacer dans une fenêtre sans les ascenseurs.
L’outil « point d’arrêts » définit l’emplacement sur le diagramme où le programme passera en pause pour permettre le déboguage.
L’outil « sonde » visualise la valeur de connections particulières.
L’outil « pipette » mesure la couleur d’un point.
Le pinceau colorie un objet.
Palette de commandes
La palette de commandes est disponible dans la fenêtre de face avant. Elle apparaît fugitivement lors d’un clic droit dans un endroit vierge de la fenêtre, ou par Fenêtre»Afficher la palette de commandes. Elle contient tous les éléments graphiques disponibles pour créer l’interface utilisateur. Ceux-ci sont hiérarchisés par type de données ou par grandes familles d’objets. Vous apercevez ci-dessous la palette de commandes.
Palette de Fonctions
Elle est accessible dans le diagramme par les mêmes méthodes que celle de commandes. Elle contient l’ensemble des fonctions de LabVIEW.
Chargement de VIs
Lors du chargement la boite de dialogue suivante apparaît (parfois très furtivement).
Le champ Chargement du panneau ci-dessusaffiche le VI en cours de chargement et comptabilise les VIs en mémoire.
Si LabVIEW ne trouve pas un sous VI, il le cherche dans les chemins spécifiés dans le menu Outils»Options»Item Chemin du menu déroulant.
Enregistrement des VIs
Utilisez les commandes Enregistrer, Enregistrer sous, Enregistrer tout ou Enregistrer avec options du menu Fichier pour enregistrer vos VIs. Il est possible de créer des librairies d’extension .llb regroupant plusieurs VI. Cette fonctionnalité date de l’époque des noms limités à 8 caractères par MSDOS, National Instruments recommande actuellement d’enregistrer les VIs individuellement dans une architecture répertoire/sous répertoire.
LabVIEW utilise des boites de dialogues propres à NI pour les accès fichiers (pour une compatibilité avec d’autres plateformes), cette option peut être désactivée dans le menu Outils»Options»Item Divers du menu déroulant.
Exercice 1-1 : Simulation de réponse en fréquence Objectif: Ouvrir et exécuter un VI.
1. Démarrez l’application LabVIEW.
2. Cliquez sur le bouton Recherche d’exemples. Une boite de dialogue affiche l’ensemble des exemples disponibles.
3. Dans l’onglet Parcourir, chargez Frequency Response VI dans l’arborescence Apps, .
Note Vous accédez aussi aux exemples par le menu Fichier»Ouvrir puis en se déplaçant vers labview\examples\apps\\Frequency .
Face Avant
4. Exécutez le VI en cliquant sur le bouton Run. Ce VI simule un test de réponse en fréquence d’un filtre, et affiche la courbe de réponse sur l’écran.
5. Utilisez l’outil Doigt pour changer la valeur des commandes, soit en tournant les boutons, (en cliquant sur la marque d’index et en faisant tourner), soit en cliquant sur les flèches à gauche des commandes, ou en entrant une valeur numérique dans l’afficheur numérique.
6. Lorsque vous entrez une valeur numérique, celle-ci n’est prise en compte qu’après validation par le bouton Entrer, ou par la touche Entr du pavé numérique (pas la touche Entrée de la zone alpha qui introduit un retour chariot s’il s’agit d’une zone texte).
7. Relancez le VI de nouveau pour constater les changements effectués.
Diagramme
8. Visualisez la diagramme par le biais du menu Fenêtre» Diagramme ou par le raccourci <Ctrl-E>
Vous y voyez la plupart des éléments disponibles sur un diagramme, des fonctions, des sous VIs, des structures, des notions seront détaillées dans ce cours.
9. En double-cliquant avec l’outil de sélection sur le sous VI suivant. Vous ouvrez la face avant du sous VI nommé Demo Fluke 8840A
La face avant est conçue pour ressembler l’appareil réel c’est pourquoi les applications LabVIEW sont nommées instruments virtuels. La hiérarchisation des applications en sous VIs permet d’améliorer la réutilisation du code.
10. Fermez le sous-VI Demo Fluke 8840A, et gardez le VI Frequency Response en mémoire.
Fin de l’exercice 1-1
D. Aide et Manuels
LabVIEW possède une aide classique, et une aide contextuelle.
Aide contextuelle
Elle s’affiche soit par le menu Aide»Aide contextuelle soit par le raccourci <Ctrl-H>.
La fenêtre d’aide affiche continûment une information sur l’objet situé sous le curseur. Ce peut être une information sur la nature d’une liaison, le type de données à fournir à un indicateur, le fonctionnement d’un sous VI ou d’une fonction.
Ci-dessous un exemple de contenu d’une aide contextuelle.
Ce bouton affiche ou non les connections optionnelles d’un VI.
Ce bouton fige le contenu de la fenêtre (le déplacement de la souris ne met plus à jours la fenêtre).
Affiche l’aide classique (plus détaillée)
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