Conceitos básicos do ambiente LabVIEW

Incluído nesta seção

 

Vídeo: Introdução ao ambiente LabVIEW

Seja bem-vindo(a) ao LabVIEW. O propósito deste manual é familiarizá-lo rapidamente com os conceitos básicos do LabVIEW e da programação gráfica.

Os programas do LabVIEW são chamados instrumentos virtuais, ou VIs, porque muitas vezes são similares em aparência e modo de operação aos instrumentos físicos, como osciloscópios e multímetros. O LabVIEW possui um conjunto abrangente de ferramentas para a aquisição, análise, apresentação e armazenamento de dados, além de ferramentas que poderão ajudá-lo a resolver qualquer problema que ocorra em seus códigos.

Ao criar um novo VI, você vê duas janelas: a janela do painel frontal e o diagrama de blocos.

Painel frontal

A janela do painel frontal do VI é aberta sempre que você abrir ou criar um novo VI. A janela do painel frontal é a interface de usuário do VI. A figura 1 mostra um exemplo de janela do painel frontal.

(1) Janela do painel frontal  |  (2) Barra de ferramentas  |  (3) Paleta de controles

Figura 1. Exemplo de painel frontal

Paleta de controles

A paleta Controls reúne os controles e indicadores utilizados para criar painéis frontais. Você pode acessar a paleta de controle a partir da janela do painel frontal, selecionando View»Controls Palette ou dando um clique com o botão direito do mouse em qualquer espaço vazio da janela do painel frontal. A paleta de controles é dividida em várias categorias; você pode determinar a visualização de algumas dessas categorias ou de todas elas, conforme sua necessidade. A figura 2 mostra uma paleta de controles com todas as categorias visualizadas e a categoria Modern expandida.

Figura 2. Paleta de controles

Para visualizar ou ocultar categorias (subpaletas), clique no botão Customize e selecione Change Visible Palettes.

Controles e indicadores

Todo VI tem um painel frontal, que você pode projetar como se fosse uma interface de usuário. Você pode usar também painéis frontais como um modo de enviar entradas e receber saídas quando chama o VI a partir de outro diagrama de blocos. A interface de usuário de um VI é criada pela colocação de controles e indicadores no painel frontal de um VI. Interagindo com um painel frontal como interface de usuário, você pode modificar controles para fornecer entradas e ver os resultados em indicadores. Os controles definem entradas, e os indicadores mostram saídas.

Alguns controles típicos são botões giratórios e de pressão, controles deslizantes e strings. Eles simulam dispositivos de entrada de instrumentos e fornecem dados ao diagrama de blocos do VI. Indicadores típicos são monitores gráficos, registradores, LEDs e mensagens de status. Indicadores simulam dispositivos de saída dos instrumentos e mostram dados adquiridos ou gerados pelo diagrama de blocos.

A figura 1 mostra dois controles: Number of Measurements e Delay (sec). Além disso, ela apresenta um indicador: um gráfico XY, denominado Temperature Graph.

O usuário pode alterar os controles de número de medições (Number of Measurements) e atraso (Delay (s)). O usuário pode ver o valor gerado pelo VI no indicador  Temperature Graph. O VI gera os valores dos indicadores com base no código criado no diagrama de blocos.

Todo controle ou indicador é associado a um tipo de dados. Por exemplo, o controle deslizante horizontal Delay (sec) é associado a dados numéricos. Os tipos de dados mais comumente usados são: numérico, booleano e string.

Controles e indicadores numéricos

Os tipos de dados numéricos podem representar números de vários tipos, como inteiro ou real. Dois objetos numéricos comuns são o controle numérico e o indicador numérico, como mostrado na figura 3. Objetos como medidores e mostradores também representam dados numéricos.

(1) Botões de incremento/decremento  |  (2) Controle numérico  |  (3) Indicador numérico

Figura 3. Controles e indicadores numéricos

Para introduzir ou alterar valores em um controle numérico, você pode clicar nas setas de incremento / decremento ou dar um clique duplo no número, digitar um novo número e pressionar a tecla <Enter>.

Controles e indicadores booleanos

Os dados do tipo booleano têm apenas dois estados possíveis, como VERDADEIRO e FALSO ou ON e OFF. Controles e indicadores booleanos são utilizados para introduzir e visualizar valores booleanos. Objetos booleanos simulam chaves, botões e LEDs. A chave vertical de duas posições e o LED mostrados na figura 4 são objetos booleanos.

Figura 4. Controles e indicadores booleanos

Controles e indicadores de string

Dados do tipo string são sequências de caracteres ASCII. Controles de string são usados pelo usuário para introduzir textos, como senhas e nomes de usuário. Indicadores de string podem ser usados para apresentar textos ao usuário. Os objetos de string mais comuns são tabelas e caixas de entrada de texto, como mostrado na figura 5.

Figura 5. Controles e indicadores de string

Diagrama de blocos

Entre os objetos de diagrama de bloco estão terminais, subVIs, funções, constantes, estruturas e fios, que transferem dados entre outros objetos de diagrama de blocos.

(1) Terminais de indicador  |  (2) Fios  |  (3) Nós  |  (4) Terminais de controle

Figura 6. Exemplo de diagrama de blocos e painel frontal correspondente

Após ter criado a janela do painel frontal, você pode colocar seu código, usando representações gráficas de funções para controlar os objetos do painel frontal. A janela de diagrama de blocos contém esse código fonte gráfico.

Figura 7. Diagrama de blocos

Terminais

Os objetos da janela do painel frontal são mostrados como terminais no diagrama de blocos. Terminais são portas de entrada e saída. Eles trocam informações entre o painel frontal e o diagrama de blocos. Eles são elementos análogos aos parâmetros e constantes das linguagens de programação baseadas em texto. Alguns tipos de terminais são os terminais de controle, terminais de indicador e terminais de nós. Os terminais de controle e de indicador pertencem aos controles e indicadores do painel frontal. Os pontos de dados que você introduz pelos controles do painel frontal ("a" e "b" no painel frontal anterior) entram no diagrama de blocos pelos terminais de controle. Esses pontos de dados são inseridos nas funções Add e Subtract. Após terem concluído seus cálculos, as funções de soma e subtração produzem novos valores de dados. Os valores dos dados são enviados aos terminais de indicador, onde atualizam os indicadores do painel frontal ("a+b" e "a-b" no painel frontal anterior).

Controles, indicadores e constantes

Controles, indicadores e constantes atuam como entradas e saídas do algoritmo do diagrama de blocos. Tomemos como exemplo a implementação do algoritmo abaixo, que calcula a área de um triângulo:

Área = 0,5 * base * altura

Nesse algoritmo, base e altura são entradas, e a área é uma saída, como mostrado na figura 8.

Figura 8. Painel frontal da área de um triângulo

O usuário não irá alterar ou acessar a constante 0,5; dessa forma, ela não é mostrada no painel frontal, a menos que tenha sido incluída como como documentação do algoritmo.

A figura 9 mostra uma implementação possível desse algoritmo em um diagrama de blocos do LabVIEW. Esse diagrama de blocos tem quatro terminais diferentes, criados por dois controles, uma constante e um indicador.

(1) Controles |  (2) Indicador  |  (3) Constante

Figura 9. Diagrama de blocos para o cálculo da área de um triângulo com terminais representados por ícones

Observe que os terminais de Base (cm) e Height (cm) do diagrama de blocos têm aparência diferente do terminal de Area (cm2). Há duas características que diferenciam um controle de um indicador no diagrama de blocos. A primeira é a seta colocada no terminal, que indica a direção do fluxo dos dados. A seta do controle indica a saída de dados do terminal, enquanto que a seta do indicador indica a entrada de dados no terminal. A segunda característica que os diferencia é a borda ao redor do terminal. Controles têm uma borda grossa, e os indicadores têm uma borda fina.

Você pode ver os terminais representados ou não por ícones. A figura 10 mostra o mesmo diagrama de blocos, mas sem a representação dos terminais por ícones. Entretanto, nessa representação ainda estão presentes as mesmas características que diferenciam os controles dos indicadores.

Figura 10. Diagrama de blocos do cálculo da área de um triângulo com terminais não representados por ícones

Nós do diagrama de blocos

Nós são objetos no diagrama de blocos. Eles têm entradas e/ou saídas e executam operações quando um VI é executado. Esses objetos são análogos às declarações, operadores, funções e sub-rotinas das linguagens de programação textuais. Nós podem ser funções, subVIs, VIs Express ou estruturas. Estruturas são elementos de controle do processo, como estruturas Case, loops For ou loops While.

Funções

Funções são elementos fundamentais na operação do LabVIEW. As funções Add e Subtract na figura 6 são nós de função. Funções não têm janelas no painel frontal ou janelas no diagrama de blocos. Elas têm painéis de conectores. Dando um clique duplo em uma função, você apenas selecionará a função. O ícone de uma função tem fundo na cor amarela clara.

SubVIs

Após ter criado um VI, você poderá usá-lo em outro VI. Um VI chamado a partir de um diagrama de blocos de outro VI é chamado de subVI. Você pode reutilizar um subVI em outros VIs. Para criar um subVI, é necessário construir um painel de conectores e criar um ícone.

Um nó de subVI corresponde à chamada de uma sub-rotina nas linguagens de programação baseadas em texto. O nó não é o subVI propriamente dito, da mesma forma que uma declaração de chamada de sub-rotina em um programa não é a sub-rotina. Um diagrama de blocos que contém vários nós de um mesmo subVI fará várias chamadas a esse subVI.

Os controles e indicadores do subVI recebem dados do diagrama de blocos do VI chamador e devolvem dados a ele. Quando você dá um clique duplo em um subVI no diagrama de blocos, sua janela do painel frontal é mostrada na tela. O painel frontal contém controles e indicadores. O diagrama de blocos contém fios, ícones e funções, podendo também ter subVIs e outros objetos do LabVIEW.


Para cada VI, é mostrado um ícone no canto superior direito da janela do painel frontal e na janela do diagrama de blocos. Um exemplo de ícone padrão é mostrado aqui. O ícone é uma representação gráfica de um VI. Ele pode ser formado por texto e imagens. Quando você utiliza um VI como um subVI, o ícone identifica o subVI no diagrama de blocos do VI principal. O nome padrão do ícone inclui um número que indica quantos VIs novos foram abertos após o LabVIEW ter sido iniciado.


Para usar um VI como subVI, você precisa construir um painel de conectores, conforme mostrado acima. O painel de conectores é um conjunto de terminais no ícone que corresponde aos controles e indicadores deste VI, de maneira similar à lista de parâmetros de um chamado de função nas linguagens de programação baseadas em texto. Você acessa o painel de conectores clicando com o botão direito do mouse no ícone localizado no canto superior direito da janela do painel frontal. O painel de conectores não é acessado a partir do ícone da janela do diagrama de blocos. O ícone de um subVI tem fundo na cor branca.

VIs Express

VIs Express são nós que requerem um mínimo de fiação, por serem configurados através de caixas de diálogo. VIs Express são usados em tarefas de medição comuns. Consulte o tópico Express VIs do LabVIEW Help para obter mais informações. Eles são mostrados no diagrama de blocos como nós expansíveis, com ícones circundados por um campo azul.

Paleta de funções

A paleta Functions contém os VIs, funções e constantes que você usa para criar o diagrama de blocos. Essa paleta de funções é acessada a partir do diagrama de blocos, selecionando View»Functions Palette. A paleta de funções é dividida em várias categorias; você pode definir quais categorias são mostradas na paleta ou ocultadas, conforme sua necessidade. A figura 11 mostra uma paleta de funções com todas as categorias visualizadas e a categoria Programming expandida.

Figura 11. Paleta de funções

Para visualizar ou ocultar categorias, clique no botão Customize e selecione Change Visible Palettes.

Busca de controles, VIs e funções

Quando você seleciona View»Controls ou View»Functions para abrir as paletas de controles e funções, dois botões aparecem na parte superior da paleta.


Search — Altera a paleta para o modo de busca, permitindo fazer buscas de texto para localizar controles, VIs ou funções nas paletas. Para sair do modo de busca, você pode clicar no botão Return e retornar à paleta.

Customize — Fornece opções que permitem escolher um formato para a paleta utilizada, mostrando e ocultando categorias para todas as paletas e classificando itens nos formatos texto e árvore em ordem alfabética. Selecione Options no menu de atalho para visualizar a página de paletas de controles/funções da caixa de diálogo Options, na qual você pode escolher um formato para todas as paletas. Esse botão somente é mostrado se você clicar na tachinha localizada no canto superior esquerdo de uma paleta, para fixar esta paleta.

Até estar familiarizado com a localização de VIs e funções, use o botão Search para encontrar VIs e funções. Por exemplo, se quiser encontrar a função Random Number, clique no botão Search na barra de ferramentas da paleta Functions e comece a digitar Random Number na caixa de texto da parte superior da paleta. O LabVIEW listará todos os itens que começam com o texto digitado ou que o contêm. Você pode clicar em um dos resultados de busca e arrastá-lo até o diagrama de blocos, como mostrado na figura 12.

Figura 12. Busca por um objeto na paleta Functions

Dê um clique duplo no resultado de busca para ver onde ele está localizado na paleta.

Função Quick Drop

Como alternativa, você pode encontrar e posicionar VIs e objetos do painel frontal pelos nomes na caixa de diálogo Quick Drop.  Para abrir a função Quick Drop, pressione as teclas <Ctrl-Space>.

O Quick Drop é especialmente útil quando você estiver procurando uma função ou operação muito específica. Conforme você digita, o Quick Drop completa automaticamente o nome com as funções de nome similar. Após ter selecionado a função apropriada, clique no diagrama de blocos ou painel frontal para posicionar o objeto nesse local.

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