Integrazione hardware con NI LabVIEW

Panoramica

Da oltre 20 anni, LabVIEW è un ambiente di programmazione grafica utilizzato da ingegneri e scienziati per sviluppare sofisticati sistemi di misura, test e controllo. NI LabVIEW è compatibile con un'ampia gamma di dispositivi hardware e permette di ridurre i tempi di sviluppo con funzioni avanzate e un framework di programmazione per tutti i tipi di hardware.

Riduci i tempi di sviluppo grazie ad una integrazione di sistema più semplice

L'integrazione di sistema e la configurazione completa per iniziare subito a programmare un sistema, potrebbe risultare complicato e necessitare di molto più tempo rispetto alla programmazione e alle operazioni di misura o test. L'integrazione di altri tipi di dispositivi hardware con gli strumenti tradizionali possono causare perdite di tempo e incompatibilità e quindi aumentare inevitabilmente i rischi. Per prima cosa, è necessario selezionare i driver corretti per l'hardware, poi capire come installarli e come richiamarli dal software. Una volta che i driver sono pronti per essere utilizzati, è necessario stabilire la comunicazione con l'hardware e imparare a utilizzare il modello di programmazione appropriato per quel particolare dispositivo. LabVIEW ti permette di ridurre notevolmente i tempi di sviluppo ed eliminare tutti questi passaggi.

LabVIEW è uno strumento software che permette di utilizzare tutti i tuoi componenti hardware. I driver sono subito disponibili per tutti i dispositivi hardware più comuni. Ogni hardware driver condivide un modello di programmazione simile ed esempi di come utilizzare il modello direttamente in LabVIEW.

 

Integrazione con ogni hardware

Grazie a LabVIEW puoi utilizzare ogni tipo di hardware con un singolo ambiente di sviluppo. La connettività è resa possibile grazie al driver software che funziona come layer di comunicazione tra LabVIEW e l'hardware. Il driver software di LabVIEW offre un'ottima integrazione con diversi tipi di strumenti, bus, sensori, inclusi dispositivi di acquisizione dati, strumenti box, strumenti modulari, controller di movimentazione, drive motori, hardware di elaborazione immagini e di visione industriale, sensori wireless ed FPGA (field-programmable gate arrays). Nel raro evento che un driver LabVIEW non sia già presente, è possibile importare driver da altri linguaggi di programmazione oppure utilizzare la comunicazione di basso livello per l'implementazione del tuo driver.

Figura 1. LabVIEW è compatibile con migliaia di dispositivi di controllo e misura.

 

NI Hardware

Con oltre 50 milioni di canali I/O venduti negli ultimi dieci anni, National Instruments è leader mondiale nell'acquisizione dati basata su PC e offre una famiglia completa di prodotti DAQ per applicazioni desktop, portatili, industriali ed embedded. Puoi utilizzare il driver software NI-DAQmx per integrare oltre 200 dispositivi di acquisizione dati in LabVIEW con un'ampia gamma di bus e fattori di forma inclusi USB, PCI, PCI Express, PXI, PXI Express, wireless ed Ethernet.

Oltre all'hardware di acquisizione dati, National Instruments offre anche altro hardware di controllo, misura e test. Gli strumenti modulari permettono di sincronizzare le misure, la generazione di segnale, RF (radio frequency) e componenti di switch per i sistemi di test automatizzati. I PAC (Programmable Automation Controller) di National Instruments combinano la robustezza di un PLC e le prestazioni di un PC per applicazioni di controllo e misura industriali. I dispositivi di visione offrono anche diverse funzionalità non incluse nella maggior parte dei sensori tradizionali, come ad esempio la verifica del posizionamento componenti, il conteggio degli elementi fisici e la lettura dei codici a barre. Ogni tipo di hardware include il relativo driver software per una facile integrazione in LabVIEW. Gli esempi includono:

  • Multimetri digitali
  • Digitalizzatori ad alta velocità (Oscilloscopi)
  • RF Signal Analyzers
  • RF Signal Generators
  • Signal Generators
  • I/O Digitale ad alta velocità
  • Switch
  • Alimentatori programmabili
  • I/O FPGA Riconfigurabile
  • Controller di movimentazione
  • Sistemi di Visione





 

I driver di tutti questi prodotti sono stati progettati per essere utilizzati in LabVIEW e permettono di sfruttare le funzionalità dell'hardware. Il driver si installa direttamente in LabVIEW e aggiunge nuove funzionalità alla Functions Palette per riuscire a localizzare più rapidamente l'hardware; i driver dispositivo NI generalmente implementano funzioni avanzate come ad esempio alias name e simulazione hardware in modo che sia possibile sviluppare il software senza essere legati ad un particolare dispositivo. Dato che il dispositivo supporta la stessa funzionalità, il driver è in grado di adattarsi al nuovo dispositivo, anche se la tecnologia di base è cambiata notevolmente, come ad esempio la migrazione da un dispositivo di acquisizione dati basato su PCI a un dispositivo wireless.


Hardware di terze parti

LabVIEW fa di più che connettersi soltanto ad hardware NI. Grazie ai driver per gli strumenti, LabVIEW è compatibile anche con migliaia di strumenti di terze parti. Instrument Driver Network (IDNet) offre oltre 10.000 driver per gli strumenti di oltre 350 produttori di terze parti.

Dato che la maggior parte di questi driver sono certificati da National Instruments, soddisfano tutti i gli standard di qualità e usabilità di National Instruments.

Quando non è possibile trovare un instrument driver per il tuo strumento ed è necessario aggiungere funzionalità ai driver già esistenti, i wizard LabVIEW possono generare automaticamente il codice per creare rapidamente il framework necessario per sviluppare l'instrument driver. LabVIEW include funzioni per l'interfaccia con gli strumenti di controllo strumenti più comuni come ad esempio GPIB, Seriale (RS232, RS485, RS422), USB, VXI, PXI, Ethernet, IEEE 1394, VISA, Modbus, e OPC Server.


Trova subito il driver software

Su ni.com, sono disponibili migliaia di driver gratuiti per hardware NI e di terze parti. Tutti i dispositivi hardware di National Instruments includono gratuitamente il driver software di LabVIEW, in caso di smarrimento del CD o se si necessita dell'aggiornamento, è possibile trovare l'ultima versione su ni.com. Molti produttori di terze parti integrano i driver LabVIEW insieme ai loro prodotti. IDNet è la collezione più estesa di instrument driver e include driver di migliaia di strumenti di centinaia di produttori.

Figura 2. IDNet è la più estesa collezione di instrument driver.

Oltre a IDNet, è possibile utilizzare anche LabVIEW Instrument Driver Finder per trovare i driver per gli strumenti di terze parti. LabVIEW rileva automaticamente gli strumenti connessi e quindi cerca su IDNet il driver che corrisponde al numero del modello riportato dallo strumento. Instrument Driver Finder poi scarica e installa il driver, in pochi secondi.

Figure 3. The LabVIEW Instrument Driver Finder detects connected instruments and searches for matching drivers.

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Figura 3. LabVIEW Instrument Driver Finder rileva automaticamente gli strumenti collegati e individua i driver.

Dato che tutti i driver di LabVIEW sono installati dal proprio installer o da Instrument Driver Finder, non sarà mai necessario installare manualmente DLL o altri file in percorsi specifici.


Funzioni di accesso

Dopo aver installato il driver software dell'hardware, questo si integra nativamente in LabVIEW che include una palette, per un rapido accesso a tutte le funzioni. È sufficiente trascinare le funzioni sul diagramma a blocchi per configurare e controllare il dispositivo hardware.

Figura 4. Una volta installato il driver, puoi accedere alla Instrument Function Palette.

Una volta installati, tutti i driver hardware sono pronti per l'utilizzo e il riutilizzo, senza la necessità di includere ulteriori direttive o caricare file aggiuntivi. Inoltre, non è necessario consultare la documentazione, ogni funzione di LabVIEW include un help. Basta posizionare il mouse sulla funzione per vederne la descrizione, cosa può fare e quali sono i parametri sui quali agisce.


Test dei collegamenti fisici semplificato

Alcuni driver software includono anche funzioni per la corretta configurazione e test dei collegamenti fisici del segnale. NI-DAQmx driver ad esempio, include diagrammi di connessione che illustrano i diversi collegamenti necessari per una particolare misura. Anche se fare riferimento al manuale è una buona abitudine, questi diagrammi possono essere di grande aiuto.

Figura 5. Alcuni driver di LabVIEW includono diagrammi di connessione facilitare il collegamento dei segnali.

Inoltre, NI-DAQmx driver include anche test panel che rappresentano un ottimo metodo per il test e la risoluzione dei problemi dei segnali acquisiti o generati dal dispositivo e dei collegamenti fisici.

Figura 6. Utilizza i test panel di NI-DAQmx driver per il test e il troubleshooting dei segnali.

 

Sviluppare con un approccio di programmazione coerente

I driver LabVIEW permettono l'astrazione dei comandi hardware di basso livello in funzioni avanzate e semplici da utilizzare. La maggior parte dei driver LabVIEW utilizzano anche un framework di programmazione simile. Il flusso di un'applicazione normalmente inizia con l'apertura di una connessione all'hardware, la configurazione delle impostazioni hardware, la lettura e la scrittura dei dati misurati a e dall'hardware e alla fine con la chiusura della connessione all'hardware. Dato che la maggior parte dei driver seguono questo framewok, comprendere un nuovo driver è abbastanza semplice e veloce.

Figura 7. I driver hardware di LabVIEW utilizzano un framework di programmazione comune.


Utilizza i migliaia di esempi inclusi per velocizzare i tempi di sviluppo

Per gli utenti esperti e non, NI Example Finder è uno strumento molto utile per cercare o navigare fra gli esempi di programmi che coprono tutto, dall'analisi alla presentazione per usare il tuo driver di strumento. Inoltre, puoi modificare un programma di esempio affinché si adatti ad un'applicazione o copiare e incollare elementi da uno o più esempi in un programma che state creando. Con così tanti esempi non avrai mai bisogno di iniziare a sviluppare un'applicazione da zero.

Figure 8. The NI Example Finder lists examples for all installed drivers. 

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Figura 8. NI Example Finder elenca gli esempi per tutti i driver installati.

Ogni driver installa esempi di utilizzo delle funzioni più comuni e spiegazioni su come utilizzare l'hardware supportato dal driver.

 

Compatibilità con un'ampia gamma di dispositivi hardware

NI LabVIEW è compatibile con un'ampia gamma di dispositivi hardware e permette di ridurre i tempi di sviluppo con funzioni avanzate e un framework di programmazione per tutti i tipi di hardware. LabVIEW offre anche migliaia di funzioni di analisi integrate, controlli drag-and-drop per la creazione di un'interfaccia utente professionale e per la visualizzazione dei dati, funzionalità per memorizzare facilmente i dati su disco e i report e una community mondiale per la collaborazione e il supporto.

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