Integración de hardware con LabVIEW

La integración del sistema, configurar todo para que comience a programar un sistema, puede ser una tarea importante, que generalmente toma más tiempo que la programación, las medidas o las pruebas que desea realizar. Integrar diferentes dispositivos de hardware con herramientas tradicionales implica pasos que pierden tiempo y posibles incompatibilidades, lo que aumenta el riesgo. Primero, tiene que encontrar los controladores correctos para todo su hardware, y luego tiene que averiguar cómo instalarlos y llamarlos desde el software. Una vez que sus controladores sean utilizables, necesita que se comuniquen con el hardware y aprendan el modelo de programación que el diseñador de controladores decidió que era apropiado para ese dispositivo en particular. LabVIEW puede ayudarle a ahorrar tiempo y frustración eliminando algunos de estos pasos y haciendo otros notablemente más fáciles.

LabVIEW es una herramienta de software que puede abarcar todos sus componentes de hardware. Los controladores están disponibles para dispositivos de hardware comunes. Cada controlador de hardware comparte un modelo de programación similar y familiar, y ejemplos de cómo usar la instalación del modelo directamente en LabVIEW.

Con LabVIEW, puede usar todo su hardware con un solo entorno de desarrollo. La conectividad es posible con el software de controlador, que sirve como capa de comunicación entre LabVIEW y su hardware. El software de controladores LabVIEW proporciona una integración perfecta en múltiples tipos de instrumentos, buses y sensores, incluyendo dispositivos de adquisición de datos; instrumentos tradicionales; instrumentos modulares; controladores de movimiento y drives de motor; hardware de visión artificial y procesamiento de imágenes; sensores inalámbricos; y arreglos de compuertas programables en campo (FPGA). En el raro caso de que un controlador LabVIEW aún no exista, también puede importar controladores de otros lenguajes de programación o usar comunicación de bajo nivel para implementar su propio controlador.

^{Figura 1: LabVIEW integra perfectamente miles de dispositivos de medidas y control.}

NI es líder mundial en adquisición de datos basados en PC, con una familia completa de productos de adquisición de datos para aplicaciones de escritorio, portátiles, industriales e integradas. Puede utilizar el software controlador NI-DAQmx para integrar más de 200 dispositivos de adquisición de datos en LabVIEW en una variedad de buses y tamaños, incluyendo USB, PCI, PCI Express, PXI, PXI Express, inalámbrico y Ethernet.

Además del hardware de adquisición de datos, NI también ofrece otro hardware especializado de pruebas, medidas y control. Los instrumentos PXI sincronizan medidas, generación de señales, radiofrecuencia (RF) y componentes de conmutación para sistemas de pruebas automatizadas. Los controladores de automatización programables de NI combinan la robustez de un PLC y el rendimiento de una PC para aplicaciones de medidas y control industriales. Los dispositivos de visión también ofrecen capacidades únicas que no se encuentran en muchos sensores tradicionales, como verificar el posicionamiento de los componentes, contar elementos físicos y leer códigos de barras. Cada tipo de hardware incluye su propio software controlador para una fácil integración en LabVIEW. Ejemplos incluyen:

Los controladores para todos estos productos fueron diseñados teniendo en cuenta LabVIEW y cuentan con un cómodo acceso a toda la funcionalidad disponible del hardware. El controlador se instala directamente en LabVIEW y agrega nuevas funciones a la paleta de funciones para que no pierda tiempo en localizar e incluir soporte para su hardware. Los controladores de dispositivos de NI generalmente implementan características avanzadas como alias de nombre de dispositivo y simulación de hardware para que pueda desarrollar software sin atarse a un dispositivo en particular. Siempre que su dispositivo soporte la misma funcionalidad, el controlador puede adaptarse al nuevo dispositivo, incluso si la tecnología subyacente cambió drásticamente, como cuando se pasa de un dispositivo de adquisición de datos basado en PCI a un dispositivo inalámbrico.

LabVIEW hace algo más que conectarse al hardware de NI. LabVIEW también se conecta a miles de instrumentos de terceros a través de controladores de instrumentos. La red de controladores de instrumentos (IDNet) ofrece más de 10,000 controladores gratuitos para instrumentos de más de 350 proveedores externos que hacen que su hardware funcione con LabVIEW.

Debido a que la mayoría de estos controladores están certificados por NI, cumplen con los estándares de calidad y usabilidad de NI y son compatibles con los ingenieros de aplicaciones de NI.

Cuando usted no puede encontrar un controlador para su instrumento o desea agregar funcionalidad a un controlador existente, los asistentes LabVIEW pueden generar código automáticamente para crear rápidamente el framework que necesita para desarrollar su controlador de instrumentos. LabVIEW incluye funciones para interactuar con los principales estándares de control de instrumentos, como GPIB, Serial (RS232, RS485, y RS422), USB, VXI, PXI, Ethernet, IEEE 1394, VISA, Modbus y OPC Servers.

En ni.com, puede encontrar miles de controladores gratuitos tanto para hardware de NI como para instrumentos de terceros. Todo el hardware de NI se envía con el software controlador LabVIEW gratuito, pero si pierde el CD del controlador o necesita actualizar, simplemente puede buscar en ni.com para encontrar la versión más reciente. Muchos proveedores externos también envían controladores LabVIEW con sus instrumentos. IDNet, que alberga casi todos estos controladores, es la colección más grande de controladores de instrumentos en la industria, cubriendo miles de modelos de instrumentos de cientos de proveedores.

^{Figura 2: IDNet es la mayor colección de controladores de instrumentos de la industria.}

Además de buscar en IDNet, también puede usar el LabVIEW Instrument Driver Finder para buscar su instrumento de terceros. LabVIEW detecta automáticamente los instrumentos conectados y busca controladores de instrumentos en IDNet que coincidan con el número de modelo notificado por el instrumento. El Instrument Driver Finder también descarga e instala el controlador, poniéndolo a su disposición en cuestión de segundos.

[+] ampliar imagen

^{Figura 3: El LabVIEW Instrument Driver Finder detecta los instrumentos conectados y busca controladores que coincidan.}

Debido a que todos los controladores LabVIEW son instalados por su propio instalador o por Instrument Driver Finder, nunca tendrá que preocuparse por instalar manualmente DLLs u otros archivos en ubicaciones especiales.

Aprenda más sobre el enfoque de NI para los controladores de hardware.

Después de instalar el software del controlador de hardware, se integra de forma nativa en LabVIEW, que proporciona una paleta para que pueda acceder cómodamente a las funciones. Simplemente arrastre y suelte las funciones en su diagrama de bloques para configurar y controlar su dispositivo de hardware.

^{Figura 4: Una vez instalado un controlador, puede acceder a la paleta de funciones del instrumento.}

Una vez instalados, todos los controladores de hardware están ahí para su uso y reutilización sin tener que agregar directivas de inclusión especiales o cargar archivos separados. No es necesario buscar documentación: cada función de LabVIEW tiene su propia entrada de ayuda contextual. Simplemente pasa el mouse sobre la función para ver una descripción de lo que hace y en qué parámetros opera.

Algunos programas de controladores incluso incluyen funciones para ayudarlo a configurar y probar correctamente sus conexiones de señal física. El controlador NI-DAQmx, por ejemplo, proporciona diagramas de conexión que ilustran las diversas conexiones que necesita para realizar una medida particular. Aunque consultar el manual de usuario es una buena práctica, estos diagramas de conexión pueden ser un gran ahorro de tiempo.

^{Figura 5: Algunos controladores de LabVIEW proporcionan diagramas de conexión integrados para ayudarle a conectar sus señales.}

Además, el controlador NI-DAQmx también incluye paneles de pruebas que proporcionan una excelente manera de probar y solucionar problemas de las señales reales que se adquieren o generan por el dispositivo y sus conexiones físicas.

^{Figura 6: Utilice los paneles de prueba del controlador NI-DAQmx para probar y solucionar problemas rápidamente.}

Los controladores de LabVIEW abstraen comandos de hardware de bajo nivel en funciones de alto nivel fáciles de entender. La mayoría de los controladores LabVIEW también utilizan un framework de programación similar. El flujo de una aplicación normalmente comienza con la apertura de una conexión al hardware, la configuración del hardware, la lectura y escritura de datos medidos en y desde el hardware y, finalmente, el cierre de la conexión al hardware. Dado que la mayoría de los controladores siguen este framework, aprender un nuevo controlador es relativamente fácil, ahorrando tiempo de desarrollo.

^{Figura 7: Los controladores de hardware de LabVIEW utilizan un framework de programación común.}

El modelo de programación común que utilizan los controladores de LabVIEW es el resultado de años de experiencia trabajando con diferentes hardware de medidas. Por lo general, es probable que no esté interesado en cómo se transfieren los datos de medidas a su programa, los matices entre la comunicación por hardware basada en registros y mensajes probablemente no sean importantes para usted, pero enviar los comandos correctos y obtener los datos correctos sí lo es. Por esta razón, los controladores de LabVIEW suelen presentar operaciones de alto nivel y fáciles de entender, como “Read Single Point Measurement” o “Configure Sample Clock”, además de las operaciones de nivel inferior necesarias para utilizar funciones más avanzadas, como la sincronización entre dispositivos. No se requiere que aprenda los detalles de cómo se comunican los datos de ida y vuelta entre el hardware y LabVIEW, y aunque se pueden usar varios protocolos diferentes en la misma aplicación, solo necesita aprender un enfoque.

Ya sea que sea nuevo en LabVIEW o un programador veterano, el NI Example Finder es una herramienta de desarrollo increíblemente útil. Puede buscar o navegar a través de programas de ejemplo que cubren todo, desde el análisis y la presentación hasta ejemplos específicos para el software de su controlador. Puede modificar un programa de ejemplo existente para adaptarse a su aplicación, o puede copiar y pegar un ejemplo en su propio programa. Con tantos ejemplos, nunca tendrá que empezar a desarrollar sus aplicaciones desde cero.

[+] ampliar imagen

^{Figura 8: El NI Example Finder enumera ejemplos para todos los controladores instalado.}

Cada controlador instala ejemplos de características principales y casos de uso comunes, por lo que, aunque obtiene el beneficio de una API común, no tiene que esforzarse para dar sentido a ejemplos vagos y que no dependen del hardware. Cada controlador viene con ejemplos únicos que le muestran cómo usar el hardware que soporta al controlador.

Con conectividad a miles de dispositivos de hardware diferentes, LabVIEW es la mejor manera de conectar hardware a su PC. Además, LabVIEW ayuda a ahorrar tiempo de desarrollo con características convenientes y proporcionando un framework de programación común en todo el hardware. Sin embargo, LabVIEW es mucho más que una simple interfaz con el hardware. LabVIEW también ofrece miles de funciones de análisis integradas; controles de arrastrar y soltar para crear interfaces de usuario profesionales y visualizar sus datos; formas de guardar fácilmente los datos en disco y guardar informes; y una comunidad mundial activa para colaboración y soporte. Con su inigualable integración de hardware y otras características incomparables, LabVIEW es un entorno de software líder en la industria.