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• Francisco Dueñas Llanos

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Implementación de Herramientas Tecnológicas para Complementar las Estrategias de Enseñanza T ALLER PARA PROFESORES

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Trademarks CompactDAQ, CompactRIO, LabVIEW, National Instruments, and NI, ni.com are trademarks of National Instruments Corporation. Refer to the Terms of Use section on ni.com/legal for more information about National Instruments trademarks. Other product and company names mentioned herein are trademarks or trade names of their respective companies.

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Índice Contenido ......................................................................................................................................... 1 Licencia de Sitio Académica ......................................................................................................... 1 Software ...................................................................................................................................... 2 Hardware ..................................................................................................................................... 2 Ejercicio 1. Proyectos y Plantillas de Ejemplos en NI LabVIEW 2012 ................................................... 3 Antes de Comenzar: Conceptos Básicos de NI LabVIEW............................................................ 3 Panel Frontal ......................................................................................................................... 3 Diagrama de Bloques............................................................................................................ 3 Paleta de Controles............................................................................................................... 3 Controles e Indicadores ........................................................................................................ 4 Paleta de Funciones.............................................................................................................. 4 Elementos del Diagrama de Bloques: Funciones, SubVIs y Express VIs ............................... 5 Búsqueda de Controles, VIs y Funciones .............................................................................. 6 QuickDrop ............................................................................................................................ 6 Ventana Context Help ........................................................................................................... 7 Ayuda de LabVIEW ............................................................................................................... 7 Simulación de Instrumentos en Measurement and Automation Explorer ..................................... 8 Nuevas Plantillas y Proyectos de Ejemplo en NI LabVIEW 2012 ................................................ 11 Plantillas ............................................................................................................................. 11 Proyectos de Ejemplo para Escritorio.................................................................................. 11 Proyectos de Ejemplo de LabVIEW Real-Time y LabVIEW FPGA........................................ 11 Configuración de Proyecto de Ejemplo para Escritorio ........................................................ 12 Ejercicio 2. Estructuras de Ejecución: Ciclos While, For y Estructura de Casos .................................. 17 Ciclo While ................................................................................................................................. 17 Ciclo For..................................................................................................................................... 19 Estructura de casos ................................................................................................................... 23 Ejercicio 3. Encontrar Ejemplos en NI LabVIEW ............................................................................... 27 Ejercicio 4. ¿Cómo Reutilizar Código .m en LabVIEW?...................................................................... 29 Parte A. Usando código .m en la ventana de MathScript Window ............................................. 29 Parte B. Usando código .m en el ambiente de NI LabVIEW ....................................................... 31 Ejercicio 5 Tomar una medición básica con CompactDAQ ............................................................... 34 Ejercicio 6. Abrir y Ejecutar una Aplicación ....................................................................................... 39 Ejercicio 7. Comenzar una inspección en Vision Builder .................................................................... 42

Abriendo una Inspección en Vision Builder ................................................................................ 42 Creando una nueva inspección................................................................................................... 43 Adquiriendo las imágenes .......................................................................................................... 43 Encontrando una característica para establecer un sistema coordenado .................................... 44 Estableciendo el sistema coordenado ........................................................................................ 45 Mida la separación entre los conectores .................................................................................... 45 Estableciendo el estatus de la inspección .................................................................................. 46 Guarde y ejecute su inspección ................................................................................................. 46 Ejercicio 8. Introducción a NI Multisim ............................................................................................. 48 Circuit Design Suite ................................................................................................................... 48 Multisim..................................................................................................................................... 48 Beneficios para la Educación .............................................................................................. 48 El entorno de NI Multisim .......................................................................................................... 48 Barra de Herramientas de Diseño (Design Toolbox) ............................................................ 49 Sección de la Vista de la Hoja de Trabajo (Spreadsheet View) ............................................ 49 Componentes del Esquemático ................................................................................................. 49 Barra de Herramienta de Componentes (Component Toolbars) .......................................... 50 Barra de Herramienta de Instrumentos ELVISmx................................................................ 51 Explorador de Componentes .............................................................................................. 51 Cableado de Componentes ........................................................................................................ 51 Selección de Componentes ................................................................................................ 53 Búsqueda de Componentes ............................................................................................... 56 Guardando el Archivo.......................................................................................................... 56 Conexión de los Componentes ........................................................................................... 56 Instrumentos Virtuales ........................................................................................................ 57 Simulación ................................................................................................................................. 58 Análisis ...................................................................................................................................... 60 Recursos Adicionales ...................................................................................................................... 63

Contenido En esta sesión práctica diseñada para Investigadores, jefes de laboratorio y profesores, usted aprenderá cómo acelerar la productividad para desarrollar sus proyectos académicos a través de los fundamentos del lenguaje de programación NI LabVIEW y sacar el máximo provecho de la Licencia Sitio Académica, al contar con el acceso a un conjunto completo de módulos y toolkits para diferentes aplicaciones.

Licencia de Sitio Académica La Licencia de Sitio Académica incluye el software más popular de National Instruments, como lo es NI LabVIEW y NI Multisim a un valor excepcional para instituciones académicas. Seleccione entre una variedad de opciones de licencias diseñadas para educadores, investigadores y estudiantes.

Educadores

Investigadores

Estudiantes

La Licencia Académica incluye la última versión del software NI LabVIEW 2012 y los nuevos módulos y toolkits. El paquete incluye los siguientes discos:     

Paquete Básico de Software NI LabVIEW Extended Development Suite DVD Contents Circuit Design and Simulation Option Control and Embedded Systems Option Signal Processing and Communications Option

Nota: Todo el software es para sistemas operativos de Windows, a menos que se indique lo contrario. Para los requerimientos del sistema y software consulte las notas de la versión de cada paquete de software correspondiente.

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Software Antes de comenzar con este manual de ejercicios, asegúrese de contar con el Paquete Básico de Software NI LabVIEW:  LabVIEW 2012 Professional Development System (Todo el manual)  Módulo LabVIEW 2012 Control Design and Simulation  Módulo LabVIEW 2012 MathScript RT (Ejercicio 4)  Módulo LabVIEW 2012 LEGO® MINDSTORMS® NXT  LabVIEW 2012 System Identification Toolkit  LabVIEW 2012 Digital Filter Design Toolkit  LabVIEW Modulation Toolkit 4.3.3  LabVIEW 2012 Desktop Execution Trace Toolkit  LabVIEW 2012 Report Generation for Microsoft Office Toolkit (Ejercicios 3 y 5)  LabVIEW 2012 VI Analyzer Toolkit  LabVIEW 2012 Database Connectivity Toolkit  LabVIEW 2012 Data Finder Toolkit  LabVIEW SignalExpress 2012 (Ejercicio 6)  LabVIEW 2012 Multicore Analysis and Sparse Matrix Toolkit  NI-ELVISmx 4.4  NI-DAQmx 9.5.5 (Ejercicios 4, 5 y 6 )  Módulo NI Vision Development 2012  NI Vision Builder for Automated Inspection 2011 SP1 (Ejercicio 7)  NI Circuit Design Suite 12.0 Evaluation (Ejercicio 8) o NI Multisim o NI Ultiboard

Hardware Configure el equipo con las siguientes indicaciones:  NI CompactDAQ 9178, NI CompactDAQ 9172 o NI CompactDAQ 9174  NI 9211: Módulo de Entrada de Termopares de 4 canales, 15 S/s, 24 Bits, ±80 mV.  NI 9472: Módulos de Salida Digital Tipo Sourcing de 8 Canales, Lógica de 24 V y 100 µs.  NI 9215: Módulo de Entrada Analógica de 4 canales +/- 10V, 100 KS/s/canal, 16 bits.  NI 9263: Módulo de Salida Analógica de Actualización Simultánea de 4 Canales, 100kS/s, 16bits, ±10V Asegúrese de configurar el NI CompactDAQ como se muestra a continuación:

Figura 1 Muestra de la configuración del chasis NI CompactDAQ

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Ejercicio 1. Proyectos y Plantillas de Ejemplos en NI LabVIEW 2012 Antes de Comenzar: Conceptos Básicos de NI LabVIEW Panel Frontal Cuando abre un VI nuevo o existente, aparece la ventana del panel frontal del VI. La ventana del panel frontal es la interfaz de usuario para el VI.

Diagrama de Bloques Después de que crea la ventana del panel frontal, añade código usando representaciones gráficas de funciones para controlar los objetos del panel frontal. La ventana del diagrama de bloques contiene este código de fuente gráfica. Los objetos del diagrama de bloques incluyen terminales, subVIs, funciones, constantes, estructuras y cables, los cuales transfieren datos junto con otros objetos del diagrama de bloques. Puede cambiar entre ambas ventanas seleccionando Window » Show Block Diagram o Window » Show Front Panel. También puede hacerlo presionando < Ctrl- E> desde el teclado o haciendo clic en las ventanas si ambas son visibles en la pantalla.

Figura 2 Panel Frontal y Diagrama de Bloques

Paleta de Controles La Paleta de Controles contiene los controles e indicadores que utiliza para crear el panel frontal. Puede tener acceso a la paleta de Controles de la ventana del panel frontal al seleccionar View » Controls Palette o al dar clic con botón derecho en cualquier espacio en blanco en la ventana del panel frontal. La paleta de Controles está dividida en varias categorías; puede exponer algunas o todas estas categorías para cumplir con sus necesidades.

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Figura 3 Paleta de Controles

Controles e Indicadores Cada VI tiene un panel frontal que usted puede diseñar como una interfaz de usuario. Usted también puede usar paneles frontales como una manera para pasar entradas y recibir salidas cuando llama al VI desde otro diagrama de bloques. Usted crea la interfaz de usuario de un VI al colocar controles e indicadores en el panel frontal de un VI. Cuando usted interactúa con un panel frontal como una interfaz de usuario, puede modificar controles para alimentar entradas y ver los resultados en indicadores. Los controles definen las entradas y los indicadores muestran las salidas. Los controles generalmente son perillas, botones y barras deslizantes. Los controles simulan dispositivos de entrada de instrumentos y suministran datos al diagrama de bloques del VI. Los indicadores generalmente son gráficas, tablas, LEDs y secuencias de estado. Los indicadores simulan dispositivos de salida de instrumentos y muestran los datos que el diagrama de bloques adquiere o genera.

Figura 4 Control e Indicador Numérico

Paleta de Funciones La paleta de Funciones contiene los VIs, funciones y constantes que usted utiliza para crear el diagrama de bloques. Usted tiene acceso a la paleta de Funciones del diagrama de bloques al seleccionar View » Functions Palette. La paleta de Funciones está dividida en varias categorías; usted puede mostrar y esconder categorías para cumplir con sus necesidades.

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Figura 5 Paleta de Controles

Elementos del Diagrama de Bloques: Funciones, SubVIs y Express VIs Los elementos que se encuentran en el diagrama de bloques tienen entradas y/o salidas y realizan operaciones cuando el VI se ejecuta. Son análogos a instrucciones, operaciones, funciones y sub rutinas en lenguajes de programación basados en texto. Estos elementos pueden ser funciones, subVIs, Express VIs o estructuras. Las estructuras son elementos de control de procesos, como Estructuras de Casos, Ciclos For o Ciclos While. Funciones Las funciones son los elementos de operación fundamentales de LabVIEW. Las funciones de Suma y Resta en la Figura 6 son nodos de función. Las funciones no tienen ventanas del panel frontal o ventanas del diagrama de bloques pero no tienen paneles conectores. Al hacer doble clic en la función solamente selecciona la función. Una función tiene un fondo amarillo pálido en su ícono. SubVIs Después de construir un VI, usted puede usarlo en otro VI. Un VI llamado desde el diagrama de bloques de otro VI se llama un subVI. Puede reutilizar un subVI en otros VIs. Para crear un subVI, necesita construir un panel conector y crear un ícono. Un nodo de subVI corresponde a una llamada de sub rutina en lenguages de programación basados en texto. El nodo no es el subVI, tan solo como un enunciado de llamada de sub rutina en un programa no es la sub rutina. Un diagrama de bloques que contiene varios nodos de subVI idénticos llama varias veces a los mismos subVIs. Los controles e indicadores del subVI reciben datos y regresan datos al diagrama de bloques del VI llamado. Cuando hace doble clic en un subVI en el diagrama de bloques, aparece la ventana del panel frontal. El panel frontal incluye controles e indicadores. El diagrama de bloques incluye cables, íconos, funciones, subVIs probables u otros objetos de LabVIEW.

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Express VIs Los Express VIs son nodos que requieren cableado mínimo ya que usted los configura con ventanas de diálogo. Use Express VIs para tareas de medidas comunes. Consulte el tema de Express VI de LabVIEW Help para más información sobre Express VIs. Los Express VIs aparecen en el diagrama de bloques como nodos expansibles con íconos rodeados por un campo azul.

Figura 6 De izquierda a derecha: Función, SubVI, VI Express

Búsqueda de Controles, VIs y Funciones La ventana de Search Palettes le permitirá ubicar fácilmente los elementos que no encuentre en el ambiente de programación de NI LabVIEW. Para acceder a esta cambie desde la Paleta de Funciones o la Paleta de Controles a modo de búsqueda. Esta ventana le permitirá realizar búsquedas basadas en texto para ubicar los controles, VIs o funciones en las paletas.

Figura 7 Ventana Search Palettes

QuickDrop Puede encontrar y colocar Vis, y objetos del panel frontal por nombre en la ventana de diálogo Quick Drop. Para iniciar Quick Drop, presione las teclas . Quick Drop es especialmente útil al buscar una operación o función muy específica. Cuando escribe, Quick Drop automáticamente completa el nombre de las funciones que coinciden. Después de que usted identifica la función apropiada, haga clic en el diagrama de bloques o panel frontal para colocar el objeto en esa ubicación.

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Figura 8 Ventana Quick Drop

Ventana Context Help

Figura 9 Ícono de Ayuda

La ventana de Context Help muestra información básica sobre objetos de LabVIEW cuando mueve el cursor sobre cada objeto. Para activar la visualización de la ventana de Context Help seleccione Help » Show Context Help, presione las techas o haga clic en el botón de Show Context Help Window en la barra de herramientas. Cuando mueve el cursor sobre el panel frontal y objetos del diagrama de bloques, la ventana Context Help muestra el ícono para subVIs, funciones, constantes, controles e indicadores con cables sujetos a cada terminal. Cuando mueve el cursor sobre las opciones de ventana de diálogo, la ventana Context Help muestra descripciones de esas opciones.

Figura 10 Ventana de Context Help

Ayuda de LabVIEW La Ayuda de LabVIEW es el mejor recurso para información detallada sobre características y funciones específicas en LabVIEW. Cada tema es desglosado en una sección de Conceptos con descripciones detalladas y una sección Cómo Realizar con instrucciones paso a paso para usar las características de LabVIEW.

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Figura 11 Ventana de Ayuda de LabVIEW

Puede tener acceso a la Ayuda de LabVIEW al dar clic en el botón azul Detailed Help en la ventana Context Help, seleccionar Help » Search the LabVIEW Help o haga clic en el enlace Help Detailed en la ventana Context Help. También puede hacer clic con botón derecho en un objeto y seleccionar Ayuda en el menú de acceso directo. Después de instalar un complemento de LabVIEW como una librería de herramientas, módulo o controlador, la documentación para ese complemento aparece en la Ayuda de LabVIEW o aparece en un sistema de ayuda separado al que tiene acceso al seleccionar Help » Add-On Help, donde Add-On Help es el nombre del sistema de ayuda para el complemento.

Simulación de Instrumentos en Measurement and Automation Explorer NI-DAQmx no sólo proporciona a los desarrolladores de sistemas DAQ un controlador o driver de alto rendimiento, sino que también incluye muchos servicios de medición diseñados para aumentar la productividad. Uno de los servicios de medición añadido a NI-DAQmx es la posibilidad de simular instrumentos NI-DAQmx. La simulación de un dispositivo de este tipo es una réplica de un dispositivo creado en el menú MAX con el fin de operar una función o un programa sin hardware. Un dispositivo NI-DAQmx simulado se comporta de manera similar a un dispositivo real. Complete el siguiente procedimiento para crear su instrumento simulado: 1. Abra Measurement & Automation Explorer (MAX). Desde el menu Start » All Programs » National Instruments » Measurement & Automation Explorer (MAX).

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Figura 12 Ventana inicio de MAX

2. Vaya a la sección My System »Devices and Interfaces. De clic derecho sobre la opción Devices and Interfaces y seleccione la opción Create New…

Figura 13 Selección de Create New

3. Aparecerá la ventana Create New. Seleccionar la opción Simulated NI-DAQmx Device or Modular Instrument y presionar Finish para continuar.

Figura 14 Selección de Simulated NI-DAQmx Device

4. De la siguiente ventana seleccione el instrumento. Seleccione CompactDAQ Chassis » NI cDAQ-9174, presione OK para continuar.

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Figura 15 Selección de Chasis NI cDAQ-9174

5. Para configurar los módulos simulados del chasis, de clic derecho sobre el elemento y seleccione Configure Simulated cDAQ Chassis.

Figura 16 Selección de Configure Simulated cDAQ Chassis

6. De la ventana de configuración, seleccione el módulo NI 9234 para el slot 1.

Figura 17 Selección de módulo NI 9234

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7. Presione OK para continuar. 8. Con esto concluye la configuración de un instrumento en MAX.

Figura 18 Vista del instrumento simulado en MAX

Nuevas Plantillas y Proyectos de Ejemplo en NI LabVIEW 2012 NI LabVIEW 2012 presenta las nuevas plantillas y proyectos de ejemplo que proveen puntos de inicio recomendados diseñados para asegurar la calidad y escalabilidad de un sistema. Todas las plantillas y proyectos son de código abierto e incluyen una amplia documentación, diseñada para indicar claramente cómo funciona el código y las mejores prácticas para agregar o modificar funcionalidad. Además de demostrar arquitecturas recomendadas, estos proyectos ejemplifican las mejores prácticas para documentar y organizar código.

Plantillas Las plantillas demuestran los cimientos fundamentales para construir la mayoría de las aplicaciones de LabVIEW. Con frecuencia se utilizan una o más plantillas en el diseño de sistemas del mundo real. Estas plantillas brindan arquitecturas comunes que aprovechan patrones de diseño probados que se pueden modificar para crear un sistema.

Proyectos de Ejemplo para Escritorio Los proyectos de ejemplo para escritorio ejemplifican el uso de una o más plantillas en una aplicación. Estos proyectos cumplen con los requerimientos más comunes para aplicaciones de mediciones basadas en equipos de escritorio, incluyendo interfaces de usuario responsivas, análisis asíncrono, registro de datos, diálogos de usuario, manejo de error y múltiples tareas independientes.

Proyectos de Ejemplo de LabVIEW Real-Time y LabVIEW FPGA Los sistemas embebidos típicamente requieren una arquitectura diseñada para confiabilidad y rendimiento determinístico. Como consecuencia, muchas aplicaciones embebidas requieren procesos dedicados a monitoreo de estado del sistema, manejo de error y temporizadores de watchdog. Los proyectos de ejemplo de LabVIEW para CompactRIO y PXI DAQ en tiempo real ilustran las mejores prácticas para satisfacer estas necesidades al proveer arquitecturas de software recomendadas que mexico.ni.com

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pueden ser usadas en una gran variedad de sistemas de monitoreo y control embebido. Estos proyectos de ejemplo también ilustran las mejores prácticas para comunicación de datos, conectividad en red, rutinas de control, registro de datos y más.

Configuración de Proyecto de Ejemplo para Escritorio Complete el siguiente procedimiento para configurar un Proyecto de Ejemplo para Escritorio utilizando el instrumento simulado en la sección anterior: 1. Si no ha abierto NI LabVIEW 2012, puede abrirlo desde Start » All Programs » National Instruments » NI LabVIEW 2012. 2. Identifique la ventana Getting Started Window. En caso de que tenga abierto un VI o un proyecto, diríjase a View » Getting Started Window

Figura 19 Getting Started Window de LabVIEW 2012

3. De clic en la opción Create Project. 4. Aparecerá la ventana de configuración Create Project. En la sección del lado izquierdo, de un clic sobre la opción Sample Projects » Desktop. En esta sección seleccione la opción Finite Measurement (NI-DAQmx). Presione Next para continuar.

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Figura 20 Ventana Create Project

5. En la siguiente ventana deberá configurar los elementos de su nuevo proyecto: Nombre del proyecto, ubicación de los archivos donde se guardarán en el disco, prefijo para el ícono e inclusive configurar un ícono personalizado para el VI principal (main). Para este caso se eligieron los siguientes datos: Project Name: Proyecto1 Project Root: C:\ Proyecto1 File Name Prefix: Proy1 Una vez que configure los datos, presione Finish para continuar.

Figura 21 Configuración del proyecto

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6. LabVIEW automáticamente configurará los elementos de este proyecto. Aparecerá la nueva ventana del proyecto con dichos elementos.

Figura 22 Vista del proyecto

7. Abra el VI Pro1Main, el cuál es el VI principal de la ramificación de los elementos. Este VI cuenta con elementos configurados tanto en el panel frontal, como en el código. En este caso la configuración del canal se hará desde el panel frontal en ejecución.

Figura 23 Vista del VI Proy1Main

8. Ejecute el VI. De clic en la opción Run para ejecutar.

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Figura 24 Vista VI en ejecución

9. Con el VI en ejecución, de clic en la opción Settings. Se abrirá una ventana de configuración del canal y el modo de adquisición. 10. Configure los parámetros del siguiente modo: Physical Channel: cDAQ1Mod1/ai0 Maximun Input: 5 Minimum Input: -5 Sample Rate: 10000 Number of Samples: 1000 New Data Behavior: Replace Presione OK para continuar.

Figura 25 Configuración de los parámetros

11. Presione la opción Acquire para empezar a monitorear la adquisición del canal previamente configurado. Observe como se muestra la adquisición de datos de una muestra finita.

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Figura 26 Monitoreo de la señal

12. Para guardar esta adquisición puede dar clic en la opción Save. 13. Para obtener el promedio de la adquisición de clic en la opción Analyze. 14. Para copiar la gráfica a una imagen, de clic en la opción Copy Graph. 15. Para limpiar la gráfica puede dar clic en la opción Clear. 16. Para detener la adquisición de clic en el botón Exit.

Como pudo observar, de esta forma es mucho más fácil hacer adquisición de datos y ahorrar tiempo en la generación de la programación para este proceso. Usted puede personalizar esta interfaz en la misma ramificación del proyecto, dentro de la carpeta de los SubVIs.

Figura 27 Vista de los SubVIs

O bien, puede seguir con el uso de los nuevos proyectos de ejemplo al apli carlos en un dispositivo NI CompactRIO, en modo FPGA e inclusive para Real Time.

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Ejercicio 2. Estructuras de Ejecución: Ciclos While, For y Estructura de Casos Las estructuras de ejecución contienen secciones de código gráfico y controlan cómo y dónde el código dentro se ejecuta. Las estructuras de ejecución más comunes son Ciclos While, Ciclos For y Estructuras de Casos los cuales puede usar para ejecutar la misma sección del código varias veces o para ejecutar una sección diferente del código basada en alguna condición.

Ciclo While Similar a un Ciclo Do o a un Ciclo Repeat-Until en lenguajes de programación basados en texto, un Ciclo While ejecuta el código que contiene hasta que ocurre una condición. El Ciclo While está ubicado en la paleta Structures. El Ciclo While ejecuta el código que contiene hasta la terminal condicional, una terminal de entrada, recibe un valor Booleano específico. 1. Abra un VI en blanco. 2. Agregue un ciclo While al diagrama de bloques. Dé clic derecho en cualquier área libre dentro del diagrama de bloques para acceder a la paleta de funciones (Functions Palette), y navegue hacia Programming » Structures » While Loop. De clic sobre While Loop y se colocará automáticamente en su cursor.

Figura 28 Colocando un ciclo While desde la paleta de funciones

Dé clic y arrastre el puntero diagonalmente hasta formar una estructura While del área que desee. Puede cambiar el tamaño de la estructura arrastrando cualquiera de las cajas para redimensionar que aparecen cada vez que haga clic sobre los bordes de la estructura. La estructura While tiene dos terminales en las esquinas inferiores izquierda y derecha. La terminal más importante de esta estructura es la condición . Esta terminal condicional se encuentra en la esquina inferior derecha. Debido a que la estructura While se ejecutará hasta que le indiquen lo contrario, debemos proveer algún tipo de comando de paro tal que el ciclo no se ejecute indefinidamente.

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La otra terminal en la estructura While, el contador de iteraciones número de veces que el ciclo While se ha ejecutado.

, nos proporciona el

Figura 29 Terminales de la estructura While

3. Coloque un Numeric Control en el panel frontal. Cambie la vista al panel frontal y desde la paleta de Controles » Silver » Numeric » Numeric Control. Cambie el nombre de este control numérico por X. 4. Coloque un control booleano en el panel frontal. Desde la paleta de Controles » Silver » Boolean » Push Button. Cambie el nombre de este control booleano por “Enable”.

Figura 30 Vista de los elementos del Panel Frontal

5. Cambie la vista al Diagrama de Bloques. Asegúrese de que los dos elementos estén dentro del ciclo While. 6. Coloque una constante numérica dentro del ciclo While. Esta se localiza en la paleta de Funciones » Programming » Numeric » Numeric Constant. 7. Cambie el tipo de dato de la constante numérica, dando clic derecho sobre el elemento en el diagrama de bloques. Del menú desplegable seleccione Representation » Double Precision 8. Ingrese el valor de 10 en la constante numérica. 9. Coloque una función Greater or Equal dentro del ciclo While. Esta se localiza en la paleta de Funciones » Programming » Comparison » Greater or Equal. 10. Cablee el control X hacia la terminal x de la función Greater or Equal. Haga lo mismo de la constante numérica hacia la terminal Y de la función. 11. Coloque una función AND desde la paleta de Funciones » Programming » Boolean » AND. mexico.ni.com

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12. Cablee la terminal x>=y? de la función Greater or Equal hacia la terminal de entrada X de la función booleana AND. 13. Colóquese sobre la terminal Y de la función booleana AND, de clic derecho y del menú desplegable seleccione Create » Control. Cambie el nombre de este control por “Enable”. 14. Cablee la terminal de salida de la función booleana a la terminal Loop Condition del ciclo While.

Figura 31 Vista de la conexión del Diagrama de Bloques

15. Cambie la vista al Panel Frontal. 16. Ejecute el VI.

Figura 32 Ejecución del VI

17. Interactúe con el control X hasta superar el valor de la constante (en este caso se configuro con valor de 10) y que el control booleano este habilitado se detendrá la ejecución del programa. 18. Guarde el VI como Ejercicio2_CicloWhile.vi

Ciclo For mexico.ni.com

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Un Ciclo For ejecuta un subdiagrama un número de veces establecido. El Ciclo For está ubicado en la paleta Structures. La terminal de conteo es una terminal de entrada cuyos valores indican cuantas veces se repite el subdiagrama. La terminal de iteración es una terminal de salida que contiene el número de iteraciones terminadas. La cantidad de iteraciones para el Ciclo For siempre comienza en cero. El Ciclo For difiere del Ciclo While en que el Ciclo For ejecuta un número de veces establecido. Un Ciclo While detiene la ejecución solamente si existe el valor en la terminal condicional. 1. Abra un nuevo VI en blanco.

1. Cambie la vista al Diagrama de Bloques. Para intercambiar la vista entre el Diagrama de Bloques y el Panel Frontal puede hacerlo desde Window » Show Front Panel, o presionando las teclas Ctrl + E 2. Inserte una esctructura For Loop. Este VI lo puede localizar desde la paleta de Functions » Programming » Structures » For Loop

Figura 33 Estructura del ciclo For Loop

Seleccione el VI en la paleta de Functions, y arrastre su mouse sobre el Diagrama de Bloques.

Figura 34 For Loop en el Diagrama de Bloques

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3. Cree un constante para la terminal N del ciclo For Loop. Coloque su mouse sobre la terminal, de clic derecho con el mouse. Del menú desplegable seleccione Create Constant. Cambie su valor a 10. 4. Coloque un VI Random Number dentro de la estructura For Loop. Este lo puede encontrar en la paleta de Functions » Programming » Numeric » Random Number.

Figura 35 FunciónRandom Number en la paleta de Functions

Figura 36 Vista del Diagrama de Bloques

5. Cablee la terminal number (0 to 1) hacia el borde de la estructura For Loop 6. Cambie la vista al Panel Frontal. 7. Coloque un Waveform Graph. Este indicador lo puede localizar en la paleta de Controls » Silver » Graph » Waveform Graph

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Figura 37 Ubicación del Waveform Graph en la paleta de Controls

8. Regrese la vista al Diagrama de Bloques 9. Conecte la terminal como se muestra en la siguiente imagen

Figura 38 Vista del Diagrama de Bloques

10. Guarde el ejercicio como Ejercicio2_CicloFor.vi 11. Active la opción Highlight Execution. La opción Highlight Execution se utiliza para ver de forma animada la ejecución del diagrama de bloques. Esta muestra el movimiento de los datos en el diagrama de bloques de un nodo a otro a través del cableado

Figura 39 Highlight Execution

12. Ejecute el VI. Presione el botón de Run

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.

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13. Observe en el Diagrama de Bloques como se van generando los datos de forma aleatoria.

Figura 40 Vista de la ejecución en el Diagrama de Bloques

14. Observe el resultado en el Panel Frontal.

Figura 41 Resultados

Estructura de casos Una estructura de Casos tiene dos o más subdiagramas o casos. Solamente un subdiagrama es visible a la vez y la estructura ejecuta solamente un caso a la vez. Un valor de entrada determina cual subdiagrama se ejecuta. La estructura de Caso es similar a las instrucciones del interruptor o las instrucciones si...después... en lenguajes de programación basados en texto.

Figura 42 Etiqueta del Selector de Casos

La etiqueta del selector de caso en la parte superior de la estructura de Caso contiene el nombre del valor del selector que corresponde al caso en el centro y a las flechas de incremento y reducción a cada lado. Haga clic en las flechas de incremento y reducción para desplazarse en los casos disponibles. También puede hacer clic en la flecha hacia abajo al lado del nombre del caso y seleccionar un caso en el menú desplegable.

Figura 43 Valor de Entrada

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Cablee un valor de entrada o selector a la terminal del selector para determinar qué caso se ejecuta. Debe cablear un entero, valor Booleano, secuencia o valor de tipo enumerado a la terminal del selector. Puede colocar la terminal del selector en cualquier parte del borde izquierdo de la estructura de Casos. Si el tipo de datos de la terminal del selector es Booleano, la estructura tiene un caso True o un caso False. Si la terminal del selector es un entero, secuencia o valor de tipo enumerado, la estructura tiene cualquier número de casos. 1. Abra un VI en blanco. 2. Cambie la vista al Diagrama de Bloques. 3. Coloque una estructura de casos. Desde la paleta de Funciones » Programming » Structures » Case Structure

Figura 44 Vista de la Estructura de Casos en el Diagrama de Bloques

Figura 45 Vista de la Estructura de Casos en el Diagrama de Bloques

4. Cambie la vista al Panel Frontal 5. Coloque un botón booleano. Desde la paleta de Controles » Silver » Boolean » Push Button

Figura 46 Vista de la selección

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6. Regrese la vista al Diagrama de Bloques. 7. Cablee la terminal del control booleano al selector de caso de la estructura de casos.

Figura 47 Vista del Diagrama de Bloques

8. Coloque dentro de la estructura de casos para el valor True una constante numérica con un valor de 1. La constante numérica la puede obtener desde la paleta de Funciones » Programming » Numeric » Numeric Constant.

Figura 48 Selección de constante numérica

9. Cablee la constante al borde de la estructura case.

Figura 49 Vista del Diagrama de Bloques

10. Coloque dentro de la estructura de casos para el valor False una constante numérica con un valor de 0. 11. Cablee la constante al borde de la estructura case.

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12. Pose el mouse sobre la terminar que se encuentra en el borde de la estructura case. De clic derecho y del menú desplegable seleccione Create » Indicator

Figura 50 Creación de indicador

13. Cambie la vista al Panel Frontal 14. Guarde el ejercicio como Ejercicio2_Casos.vi 15. Ejecute el VI y observe el valor del indicador numérico del Panel Frontal cuando el botón se encuentra habilitado o deshabilitado.

Figura 51 Respuesta cuando el control esta deshabilitado

Figura 52 Respuesta cuando el control esta habilitado

16. Fin del Ejercicio. mexico.ni.com

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Ejercicio 3. Encontrar Ejemplos en NI LabVIEW Para la mayoría de los proyectos de LabVIEW, especialmente cuando es nuevo en LabVIEW, es benéfico comenzar con un ejemplo y modificar el código para cumplir con sus necesidades. Use el buscador de ejemplos para encontrar ejemplos instalados en su PC. Estos ejemplos demuestran cómo usar LabVIEW para realizar una amplia variedad de tareas de pruebas, medidas, control y diseño. Los ejemplos pueden mostrarle cómo usar VIs o funciones específicas 1. Abra un nuevo VI en blanco 2. Seleccione Help » Find Examples o haga clic en el enlace Find Examples en la sección de Ejemplos de la ventana de Getting Started para iniciar el NI Example Finder.

Figura 53 Vista de la ventana NI Example Finder

3. Suponiendo que nos interesa conocer como generar gráficos para Microsoft Excel1 en la pestaña Browse, dentro de la sección con ramificaciones, vaya a Toolkits and Modules » Report Generation for Microsoft Office » Colum Graph (Excel).vi. De doble clic izquierdo para abrir el ejemplo. 4. Ejecute el VI

1

Microsoft Excel es una marca registrada de © 2012 Microsoft Corporation

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Figura 54 Vista del panel frontal

Figura 55 Vista del archivo generado en Microsoft Excel

5. De esta forma usted puede encontrar ejemplos de código, así como de los Toolkits y Módulos que tiene instalados y ejemplos de los que no tiene instalados. 6. Fin del ejercicio.

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Ejercicio 4. ¿Cómo Reutilizar Código .m en LabVIEW? En este ejercicio conocerá como implementar la estructura MathScript para desarrollar código .m dentro del ambiente de NI LabVIEW.

Parte A. Usando código .m en la ventana de MathScript Window 1. A partir de un nuevo VI en blanco abra la ventana MathScript Window desde el menu Tools »MathScript Window

Figura 56 Selección de la opción MathScript Window

2. Aparecerá en su pantalla la siguiente ventana:

Figura 57 MathScript Window

3. Ir a la pestaña Script e ingrese las siguientes líneas: x= [1,2,3]; % Obtener el cuadrado del elemento x y = x.^2; % Extraer elemento y(1) y1 = y(1);

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% Calculo del producto punto o escalar d = dot(x,y);

4. Su ventana deberá lucir de la siguiente forma:

Figura 58 Código en la sección de Script

5. Presionar el botón run NOTA: Con este proceso se hace la ejecución de las líneas del script. Este script puede guardarlo para posteriormente compartirlo o importarlo en otras aplicaciones 6. Cambiar su pestaña a la de variables y deberá contar con los resultados de su información procesada:

Figura 59 Datos procesados en MathScript Window

7. Cierre la ventana de MathScript para continuar con la siguiente parte 8. Es opcional guardar el código

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Parte B. Usando código .m en el ambiente de NI LabVIEW 1. Abra un nuevo VI de NI LabVIEW 2. Cambie su vista al Diagrama de Bloques 3. En el Diagrama de Bloques inserte un MathScript Node. Desde la paleta de Functions » Programming » MathScript

Figura 60 Nodo MathScript

4. Ingrese las siguientes líneas dentro del nodo:

% Obtener el cuadrado del elemento x y = x.^2; % Extraer elemento y(1) y1 = y(1); % Calculo del producto punto o escalar d = dot(x,y);

5. De clic derecho sobre el borde izquierdo de la estructura. Del menú desplegable seleccione Add Input

Figura 61 Selección de Add Input

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6. Ingresar x en el control. 7. Dar clic derecho sobre la terminal x y seleccionar Create » Control

Figura 62 Creación de control

Figura 63 Vista del nodo MathScript

8. Crear los nodos para las variables de salida sobre el borde derecho del nodo MathScript. Cree los indicadores: y1, y, d. Si da clic derecho sobre el borde, al ir a la opción Add Output aparecerán las variables detectadas, de las cuáles usted no tendrá que crearlas manualmente.

Figura 64 Detección automática de varibles

9. Cree los indicadores para las variables de salida

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Figura 65 Vista del Diagrama de Bloques

10. Cambie la vista al panel frontal 11. Personalice su interfaz de usuario 12. Guarde su VI como Ejercicio4.vi 13. Cambie el valor de x, ejecute su VI y compare sus resultados.

Figura 66 Ejecución del VI

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Ejercicio 5 Tomar una medición básica con CompactDAQ El propósito de este ejercicio es usar LabVIEW y NI CompactDAQ para construir un programa que adquiera datos de temperatura. Configuración de los dispositivos. 1. Asegúrese de que el chasis de CompactDAQ esta encendido. 2. Conecte el chasis a su PC utilizando un cable USB. 3. El controlador NI – DAQmx instalado en su computadora detectará automáticamente el chasis y se abrirá la ventana mostrada en la siguiente figura.

Figura 67 Ventana que muestra una detección automática del chasis CompactDAQ.

4. Dé clic en Configure and Test This Device Using NI Measurement & Automation Explorer. Nota: NI Measurement & Automation Explorer es una herramienta de configuración para todos los dispositivos de National Instruments. 5. La sección Devices and Interfaces en la sección My System muestra todos los dispositivos de National Instruments instalados y configurados en su computadora. De manera predeterminada, el chasis NI CompactDAQ se muestra con el nombre “cDAQ1”. 6. Esta sección de MAX muestra también los módulos instalados así como los espacios donde éstos son colocados o “slots”, por su nombre en inglés, que se encuentran vacíos en el chasis. 7. Dé clic derecho en NI-cDAQ -917x y después clic en Self-Test.

Figura 68 Cuadro de diálogo que indica que el dispositivo ha aprobado el Self-test.

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8. El dispositivo pasó la auto prueba, lo cual significa que se ha inicializado apropiadamente y está listo para ser usado en su aplicación de LabVIEW. Programando una aplicación de LabVIEW. 9. Cree un nuevo VI desde la ventana de LabVIEW. 10. Presione para mostrar las ventanas del panel frontal y diagrama de bloques en su pantalla. 11. Acceda a la paleta de funciones (Functions Palette) haciendo clic derecho en el espacio en blanco en la ventana del diagrama de bloques. 12. En la paleta de funciones acceda a Express»Input, y dé clic en el DAQ Assistant Express VI. Dé clic en un espacio vacío para colocarlo dentro del diagrama de bloques.

Figura 69 DAQ Assistant Express VI dentro Input en la paleta de funciones.

13. La ventana Create New Express Task… debe aparecer.

Figura 70 Ventana Create New Express Task…

14. Para configurar una aplicación para medir temperatura con un termopar, dé clic en Acquire Signals » Analog Input » Temperature » Thermocouple. 15. Dé clic en el signo + y luego sobre cDAQ1Mod1 (NI9211), seleccione el canal ai0, y después en Finish. Esto agregará un canal físico a la tarea de medición que está desarrollando.

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Figura 71 Ventana Create New Express Task…

16. Dentro de la pestaña Settings cambie CJC Source a Built In y en la sección Acquisition Mode seleccione Continuous Samples. Después dé clic en el botón Run. Observará las lecturas de temperatura desde el termopar en la ventana de panel de prueba.

Figura 72 Configuración de DAQ Assistant Express

17. Seleccione Stop y luego OK para cerrar la ventana de configuración y regresar al diagrama de bloques de LabVIEW. 18. LabVIEW automáticamente crea el código para esta tarea de medición. Dé clic en Yes para crear automáticamente una estructura While.

Figura 73 Cuadro de diálogo para crear automáticamente una estructura While

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19. Dé clic derecho a la terminal de salida data que se encuentra del lado derecho del DAQ Assistant Express VI y seleccione Create>>Graph Indicator. Renombre a Waveform Graph con Temperature.

Figura 74 Creación del indicador Gráfico para representar los datos obtenidos del DAQ Assistant Express VI

20. Note que un indicador gráfico es colocado en el panel frontal. 21. La estructura While automáticamente agregó un botón Stop a su panel frontal que le permite detener la ejecución del lazo.

Figura 75 Apariencia del diagrama de bloques

22. Cambie la vista al Panel Frontal 23. Guarde el VI como Ejercicio5.vi 24. Ejecute el VI. Visualice como la temperatura se incrementa cuando se interactua con el termopar.

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Figura 76 Ejecución del VI

FIN DEL EJERCICIO 5

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Ejercicio 6. Abrir y Ejecutar una Aplicación Este ejercicio combina una aplicación de monitoreo de temperatura que escribirá los datos adquiridos en un archivo y la salida de una señal digital que indica alarma si la temperatura sobrepasa un nivel de umbral ajustable. 1. Abra NI LabVIEW 2012. 2. Abra el VI ubicado en la carpeta “Ejercicios/Ejercicio 6.vi”

Figura 77. Vista del Panel Frontal

Figura 78 Vista del Diagrama de Bloques

3. Asegúrese de contar con lo siguiente:  Chasis de CompactDAQ encendido.  Que esté conectado a su computadora con un cable USB.  Que los cuatro módulos estén conectados correctamente en el chasis en el siguiente orden: i. Slot 1: Módulo 9211 ii. Slot 2: Módulo 9472 iii. Slot 3: Módulo 9215 iv. Slot 4: Módulo 9263 mexico.ni.com

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Figura 79 CompactDAQ con los módulos

4. Cámbiese al diagrama de bloques.

Figura 80 Diagrama de bloques del programa Ejercicio

La programación gráfica de LabVIEW hace la ejecución de la aplicación intuitiva. En este caso, nuestra aplicación hará lo siguiente: 1. 2. 3. 4.

Adquiere datos de temperatura utilizando el DAQ Assistant y los muestra en una gráfica Compara los datos adquiridos con un nivel de alarma Manda salidas de 0 ó 5V al módulo de salida digital basado en la comparación hecha Escribe los datos adquiridos en un archivo

5. Presione el botón Run en el Panel Frontal para ejecutar el Ejercicio. Observe que la aplicación comienza a registrar datos de temperatura provenientes del módulo conectado en la primera ranura del chasis de su CompactDAQ. Llame a su instructor si su aplicación no se está ejecutando como se ha descrito. 6. Interactúe con el termopar en el Módulo 9211 del Termopar. Toque la terminal del termopar y observe que los valores en la gráfica cambiarán de acuerdo a la temperatura de su mano. Cambie el valor del control Alarm Level a diferentes valores y toque de nuevo la terminal del termopar, tal que esta temperatura se encuentre sobre y por debajo del valor que introdujo en el panel frontal. 7. Incremente el nivel de alarma para visualizar la activación del led de encendido en la pantalla del panel frontal y en el Módulo 9472. Conforme la temperatura cambia sobre y por debajo del nivel configurado en el control Alarm Level, observe el módulo NI 9472 en el chasis de CompactDAQ. Una línea de salida digital en este módulo ha sido programada para conducir una señal de 5V siempre y cuando la temperatura sea mayor que el nivel puesto en Alarm Level. mexico.ni.com

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Los LEDs de este módulo indican el estado de cada línea digital. Estas líneas podrían ser conectadas a otro hardware, por ejemplo, un buzzer o algún otro dispositivo de 5V.

Figura 81 Ejecución del VI

8. Presione el botón Stop en el panel frontal, una vez que haya terminado. 9. Abra LabVIEW SignalExpress 2012. Desde el menú Inicio » Programas » National Instruments »LabVIEW SignalExpress » LabVIEW SignalExpress2012. 10. Una vez abierto LabVIEW SignalExpress 2012, seleccione la opción Data Acquisition Assistant

Figura 82 Getting Started Window de LabVIEW SignalExpress

11.

FIN DEL EJERCICIO 6

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Ejercicio 7. Comenzar una inspección en Vision Builder Este ejercicio es una introducción sobre cómo empezar una inspección en Vision Builder for Automated Inspection. En este se muestran las bases de uso de Vision Builder utilizando imágenes simuladas de fusibles, sobre las cuáles se medirá la distancia máxima entre los conectores.

Abriendo una Inspección en Vision Builder Complete estas instrucciones para crear una nueva inspección. 1. Vaya a Inicio » Programas » National Instruments » Vision Builder AI 2011 para abrir Vision Builder. Si ya está abierto, cierre todas las inspecciones. 2. En la pantalla de bienvenida, encuentre la ventana Targets. 3. Seleccione My Computer de la lista para que la inspección se ejecute sobre la computadora. 4. De clic en New Inspection en la sección de Configure Inspection para cargar una inspección en

blanco.

Figura 83 Elementos de la pantalla de bienvenida de Vision Builder.

5. Una inspección nueva se abrirá. La siguiente figura le muestra los principales componentes de la interfaz de configuración (Configuration Interface).

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Figura 84 Interfaz de configuración de Vision Builder

Creando una nueva inspección Siga las siguientes instrucciones para crear una nueva inspección. 1. Seleccione Inicio»Programas»National Instruments»Vision Builder AI para abrir la pantalla de bienvenida de Vision Builder. Si ya está abierto, cierre todas las inspecciones. 2. En la pantalla de bienvenida, encuentre la ventana Targets. 6. Seleccione My Computer de la lista para que la inspección se ejecute sobre la computadora. 3. De clic en New Inspection en la sección de Configure Inspection para cargar una inspección en blanco.

Adquiriendo las imágenes Este tutorial lo guiará para usar el paso de Simulate Acquisition. En un ambiente real de línea de producción, deberá utilizar uno de los otros pasos para adquirir las imágenes desde una cámara. Complete las siguientes instrucciones para configurar el paso de Simulate Acquisition 1. En la librería de Inspection Steps, seleccione la pestaña 2. De clic en el paso de

Acquire Images.

Simulate Acquisition. La página de propiedades se abrirá.

3. En Step Name, escriba Adquisición Imagen. 4. De clic en el botón de Browse. La ventana de Select an Image File se abrirá. 5. Vaya al escritorio de su computadora donde se encuentra la carpeta Getting started with NI Vision\Fuse Connector\Images mexico.ni.com

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6. Seleccione la primer imagen, Image 01.jpg, y de clic en Abrir. 7. Asegúrese que el control de Cycle Through Folder Images está habilitado para que Vision Builder cargue una imagen diferente cada vez que corra la inspección. 8. De clic en OK para agregar el paso a la inspección.

Encontrando una característica para establecer un sistema coordenado Los fusibles pueden aparecer en posiciones ligeramente distintas, dependiendo de la imagen que se tome. Las siguientes instrucciones le ayudarán a encontrar el borde izquierdo del fusible para identificar estas variaciones. Se utilizará el paso de Find Straight Edge. 1. En la librería de Inspection Steps, seleccione la pestaña de 2. De clic en el paso de

Locate Features.

Find Straight Edge. La ventana de propiedades del paso se abrirá.

3. En Step Name, escriba Encuentra borde fusible. 4. Dibuje una región de interés (ROI) a través del borde izquierdo del fusible, como se muestra en la siguiente figura.

Figura 85 Encontrando el borde izquierdo Vea que la ROI contiene líneas azules de búsqueda. Este paso buscará a lo largo de estas líneas para transiciones relevantes en la intensidad de los pixeles, lo que usualmente representa los bordes. Una vez encontrados estos puntos, se traza automáticamente una línea que los une para determinar finalmente dónde está el borde.

5. De clic en OK para agregar el paso a la inspección. mexico.ni.com

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Estableciendo el sistema coordenado Complete las siguientes instrucciones para configurar un sistema coordenado que se basará en el borde que encontró en el paso anterior. 1. En la librería de Inspection Steps, seleccione la pestaña de 2. De clic en el paso de abrirá.

Locate Features.

Set Coordinate System. La ventana de propiedades del paso se

3. En la pestaña de Main, escriba Poner sistema coordenado en Step Name. 4. En la pestaña de Settings, seleccione

Horizontal Motion en el control Mode.

Vea la lista de Origin. Point 1, el primer punto detectado en el paso para encontrar el borde es el origen que automáticamente se selecciona para el sistema coordenado. En este ejercicio, la ubicación del origen no afecta la medición que se requiere hacer, así que usaremos este origen automático. 5. De clic en OK para agregar el paso a la inspección.

Mida la separación entre los conectores Siga las siguientes instrucciones para configurar un paso Max Caliper que mide la distancia entre los conectores del fusible para asegurarse de que no estén doblados. 1. En la librería de Inspection Steps, seleccione la pestaña de 2. De clic en el paso de

Measure Features.

Max Caliper. La ventana de propiedades del paso se abrirá.

3. En la pestaña de Main, escriba Medir separación en Step Name. 4. Habilite la opción de Reposition Region of Interest. 5. Dibuje una ROI a través de los conectores, como se muestra en la siguiente figura.

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Figura 86 Medición de la distancia entre dos bordes 6. En la pestaña de Settings, ponga la dirección de búsqueda, Search Direction, en Vertical para cambiar la dirección y orientación de las líneas de búsqueda del Caliper. 7. En la pestaña de Limits, habilite la opción de Minimum Distance y ponga el valor en 150. Habilite también Maximum Distance con un valor de 160. 8. De clic en OK para agregar el paso a la inspección.

Estableciendo el estatus de la inspección Después de determinar si el objeto que se está inspeccionando pasa o falla, debe modificar la variable de Inspection Status de manera correspondiente. Siga estas instrucciones para establecer el estatus en falla, si cualquiera de los pasos anteriores es fallido. 1. En la librería de Inspection Steps, seleccione la pestaña 2. De clic en el paso de

Use Additional Tools.

Set Inspection Status. La ventana de propiedades del paso se abrirá.

3. En Inspection Status, seleccione Set to Fail if any previous step fails. 4. De clic en OK para agregar el paso a la inspección.

Guarde y ejecute su inspección Siga estas instrucciones para guardar y ejecutar la inspección. 1. Seleccione File»Save o de clic en el botón

Save de la barra de herramientas.

a. Guarde la inspección dentro de la carpeta Taller Skyworks mexico.ni.com

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2. Escriba Inspección de fusibles como nombre del archivo. 3. De clic en Guardar/Save para guardar la inspección. TIP

Seleccione File»Inspection Properties para agregar una pequeña descripción o comentarios para documentar la inspección. 4. De clic en File»Switch to Inspection Interface. La ventana se cerrará brevemente y después se abrirá en interfaz de inspección. Esta interfaz es la indicada para ejecutar la inspección en una línea de producción, ya que tiene sólo la información importante para los operadores. 5. De clic en el botón de

Start Inspection.

6. De clic en el botón de

Stop Inspection para detener la inspección.

7. Seleccione Inspection » Switch to Configuration Interface para volver a la interfaz de configuración.

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Ejercicio 8. Introducción a NI Multisim Circuit Design Suite Es la plataforma para la generación de prototipos y pruebas de circuitos. Ideal para llevar la teoría a la simulación y a los ejercicios de laboratorio de un modo transparente.

Multisim Multisim es un entorno de simulación SPICE estándar en la industria. Es el principio básico de la solución para la enseñanza de circuitos para construir experiencia a través de la aplicación práctica del diseño, generación de prototipos y pruebas de circuitos eléctricos. El enfoque de diseño de Multisim le ayuda a reducir las iteraciones de prototipos y a optimizar los diseños de tarjetas de circuito impreso (PCB) al inicio del proceso.

Beneficios para la Educación Desarrollado para el educador que necesita enseñar todos los aspectos de circuitos y electrónica, Multisim Edición Educacional ofrece la habilidad de llevar a los estudiantes desde la teoría a la simulación y al laboratorio de un modo transparente. Sin importar el área de aplicación, el entorno ofrece los siguientes beneficios:    

Visualizar e interactuar con la teoría de circuitos y ecuaciones Enfocarse en conceptos específicos con simulación SPICE Fácil transición al laboratorio con integración transparente con las plataformas de enseñanza de hardware Facilitar proyectos estudiantiles de diseño en el mismo entorno

El entorno de NI Multisim

Figura 87 Entorno de NI Multisim

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Barra de Herramientas de Diseño (Design Toolbox) Utilice la barra de herramientas de diseño para manejar elementos en el ambiente esquemático. Con la pestaña Visibilidad (Visibility), puede elegir qué capas aparecerán en la hoja actual en el área de trabajo. La pestaña Jerarquía (Hierarchy) contiene un árbol que muestra las dependencias de los archivos en el diseño que se han abierto. La ficha Proyecto (Project View) muestra información sobre el proyecto actual. Puede agregar archivos a las carpetas existentes en el proyecto actual, controlar el acceso a los archivos, y los diseños de archivo.

Figura 88 Barras de Herramientas de Diseño

Sección de la Vista de la Hoja de Trabajo (Spreadsheet View) Con la sección de modo de vista en la hoja de cálculo, puede llevar a cabo rápidamente la visualización y edición de parámetros que incluyen detalles de los componentes tales como huellas, referencias, atributos y restricciones de diseño. Este modo de vista también proporciona una perspectiva global de las propiedades de los objetos.

Figura 89 Sección de la Vista de la Hoja de Trabajo

Componentes del Esquemático Los componentes constituyen la base de cualquier esquema. Un componente es una parte que se puede colocar en el ambiente esquemático. Multisim define dos categorías de componentes: reales y virtuales. Es importante entender la diferencia entre estas partes para utilizar plenamente sus ventajas.

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Los componentes reales pueden diferenciarse de piezas virtuales porque los componentes reales tienen un valor específico que no se puede cambiar, así como una huella de PCB. Los componentes virtuales son sólo simulación de componentes, que se pueden asignar características definidas por el usuario. Por ejemplo, una resistencia virtual puede tomar en cualquier resistencia arbitraria. Los componentes virtuales pueden ayudarle a comprobar los cálculos mediante la simulación de diseños con valores de los componentes precisos.

Figura 90 Componentes Virtuales y Reales: 7-Segment Display U1, Diode D1, Voltage Source V1, NAND Gate U2A, Microcontroller U3, y Transistor Q1

Barra de Herramienta de Componentes (Component Toolbars) Con la barras de herramientas, puede rápida y fácilmente colocar los componentes de los circuitos más utilizados. Hay varias barras de herramientas disponibles. La barra de herramientas de componentes abre el explorador de componentes y apunta a toda una categoría de componentes como componentes digitales, componentes analógicos básicos, o componentes pasivos como resistencias y condensadores. La barra de herramientas de componentes, que se muestra en la siguiente, es visible por defecto.

Figura 91 Barra de Herramienta de Componentes

Multisim también proporciona una barra de herramientas para la colocación directa de los componentes, incluyendo resistencias, condensadores, referencias de tierra, y las fuentes de tensión. La barra de herramientas básica no se muestra de forma predeterminada. Usted puede hacer cualquier barra de herramientas visible, haga clic en el menú View » Toolbars.

Figura 92 Barra de Herramienta de Componentes Báiscos

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Figura 93 Barra de Herramienta de Componentes de Alimentación

Barra de Herramienta de Instrumentos ELVISmx Desde la versión NI Multisim 10.1 y posteriores puede acceder a la barra de Instrumentos para NI ELVIS y NI myDAQ. Estos instrumentos le permitirán colocar instrumentos virtuales en el circuito y tener acceso a las ventanas de configuración para probar en los instrumentos reales o de forma simulada.

Figura 94 Barra de Herramientas de NI ELVISmx

Explorador de Componentes Utilice el Explorador de componentes para seleccionar los componentes y colocarlos en el ambiente esquemático. Para acceder al Explorador de componentes, haga clic en un icono en la barra de herramientas o seleccione en la barra de componentes Place/Component. Haga doble clic en el componente deseado para colocarlo en el ambiente esquemático.

Figura 95 Explorador de componentes

Cableado de Componentes Multisim ofrece un funcionamiento no modal - la acción realizada por el cursor del ratón depende de la ubicación del cursor. No hay necesidad de seleccionar un modo de herramienta o cuando se trabaja con Multisim. El cursor cambia dependiendo del objeto por debajo de ella. La siguiente figura se describe los diferentes iconos que muestra el cursor del ratón.

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Figura 96 Estado del Cursor

Cuando el cursor está sobre un cable o una terminal de un componente, puede fácilmente conectar el componente haciendo clic izquierdo. Cuando el cursor se encuentra sobre un cable existente y cerca de una clavija o terminal, usted puede fácilmente volver a colocar la red. Como alternativa, puede hacer clic izquierdo en el terminal para iniciar el cableado, a continuación, haga clic izquierdo en el terminal de destino para finalizar la conexión. Cuando se coloca un alambre, Multisim automáticamente le asigna un número de red. Estos números netos aumentan secuencialmente, comenzando por 1. Para cambiar un número de red o asignar un nombre lógico en lugar, simplemente haga doble clic sobre el alambre (como se muestra en la siguiente figura) y escriba un nombre de red. Habilite la casilla Show, si desea que el nombre del hilo que se mostrará en su esquemático.

Figura 97 Edición de los cables

En este ejercicio usted construirá un circuito amplificador basado en el componente AD712KR. El amplificador consistirá de tres elementos primarios y varias referencias de voltaje y tierra. El objetivo principal de este ejercicio es familiarizarse con la facilidad de uso del ambiente de NI Multisim así como sus capacidades de simulación y análisis. La siguiente figura muestra el circuito amplificador no inversor que usted construirá en este ejercicio. Consiste de un componente activo (amplificador operacional) y dos componentes pasivos (resistores) que completan la red de retroalimentación que provee la ganancia.

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Figura 98 Amplificador no inversor

La ganancia (G) de este amplificador está dada por la siguiente expresión:

G = 1 + (R1/R2) Por lo tanto si tenemos que R1=R2, entonces la ganancia es igual a 2. 1. Inicie Multisim. Si Multisim no está abierto seleccione Programs » National Instruments » Circuit Design Suite 12 » Multisim 12. Multisim abre y presenta de manera automática el archivo Circuit1. La interfaz gráfica de usuario de Multisim es muy intuitiva y permite rápido acceso a las funciones comúnmente más utilizadas. Es posible personalizar el ambiente de Multisim, incluyendo colores utilizados en los circuitos, tamaño de página, tipo de símbolo utilizado (ANSI o DIN), entre otros.

Selección de Componentes 2. Utilice el Component Browser (Buscador de Componentes) para seleccionar los componentes requeridos 3. Seleccione Place » Component. La ventana de diálogo Select a Component (también conocida como Component Browser) aparece en la siguiente figura.

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Figura 99 Component Browser

El Component Browser organiza los componentes de la base de datos en tres niveles. LaMaster Database (Base de Datos Maestra) contiene todos los componentes incluidos dentro de Multisim. La Corporate Database (Base de Datos Corporativa) es una base de datos donde se pueden guardar componentes que requieren ser compartidos con otras personas (por ejemplo, vía red). Finalmente, la User Database (Base de Datos de Usuario) es el lugar donde se pueden guardar componentes personalizados que solo pueden ser utilizados por el diseñador en específico. Note también que los componentes están organizados en Grupos y Familias lo cual hace que la búsqueda de un componente en particular sea más fácil. 4. Para colocar una referencia de tierra seleccione el Grupo Sources, y de un clic en la Familia POWER_SOURCES. 5. Bajo la columna Component seleccione GROUND .

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Figura 100 Seleccionando un componente

6. De clic en el botón OK. El Component Browser desaparece temporalmente y el símbolo de tierra estará fijo al puntero del mouse como se muestra en la siguiente figura:

Figura 101 Colocando un componente

7. Mueva el mouse a un lugar apropiado en el diagrama y de un clic para colocar el componente. El Component Browser aparecerá de nuevo. 8. Repita este proceso para agregar otro componente GROUND. 9. En el mismo Grupo y Familia ahora seleccione el componente DC_POWER. 10. Clic OK para colocar el componente. 11. Repita el mismo proceso para colocar un segundo componente DC_POWER. Para que la simulación se ejecute en Multisim es requisito tener al menos una referencia de tierra y un fuente de poder en el diagrama. 12. Seleccione ahora el Grupo Basic, Familia RESISTOR. 13. En el campo Component escriba 1k para seleccionar un resistor de 1 kW. 14. Clic OK. Antes de colocar componentes usted puede rotarlos oprimiendo la combinación de teclas . mexico.ni.com

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15. Coloque otro resistor de 1 kW.

Búsqueda de Componentes 16. En el Component Browser de clic en el botón Search. La ventana Search Componentse abre. Esta es una herramienta práctica para buscar componentes. 17. En el campo Component escriba AD712 y de clic en Search. Aparecerá una lista con todos los componentes que contienen el texto AD712 en su nombre. 18. De la lista de resultados seleccione el componente AD712KR y de clic en OK. Note que el AD712KR es un componente con secciones múltiples (A y B). Esto quiere decir que en un solo circuito integrado están disponibles dos amplificadores. 18. Clic OK para colocar el componente. Aparecerá una ventana de diálogo preguntando qué sección desea colocar. Seleccione la sección A.

Figura 102 Componente multisección

19. De clic en el botón Close para cerrar el Component Browser. Hasta este punto su diagrama se verá similar a la figura siguiente:

Figura 103 Vista previa del diagrama

Note que con la rueda del mouse usted puede acercarse/alejarse (Zoom In/Out) en el área de trabajo.

Guardando el Archivo 20. Guarde su archivo con el nombre Ejercicio1. Seleccione File » Save As…

Conexión de los Componentes En los siguientes pasos se conectarán los componentes previamente seleccionados. 21. Realice las conexiones de los componentes. 22. Para realizar una conexión, mueva el puntero del mouse cerca a la terminal de un componente. El puntero del mouse cambia a la forma de una cruz. De un clic y mueva el mouse para iniciar una conexión. mexico.ni.com

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23. De un clic en la terminal destino. Multisim creará automáticamente la conexión entre las dos terminales. 24. Termine de realizar las conexiones del circuito haciendo referencia en la siguiente figura.

Figura 104 Conexión de los componentes

Los números que se observan sobre las conexiones son los nombres que Multisim le asigna a cada nodo (Net). Multisim realiza esta asignación de manera secuencial al ir conectado el circuito, por lo que no se preocupe si los nombres utilizados en la siguiente figura son distintos a los de su circuito. El nodo 0 es siempre asignado a las referencias de tierra.

Instrumentos Virtuales Multisim contiene instrumentos virtuales que usted puede utilizar para controlar, medir e investigar el comportamiento de un circuito. Estos instrumentos se configuran y utilizan igual que los instrumentos reales equivalentes utilizados en el laboratorio. Loa instrumentos están agrupados en una barra en la parte derecha de la ventana de la aplicación. Dependiendo de su versión de Multisim usted podría tener hasta 22 instrumentos. La siguiente figura muestra la Barra de Instrumentos.

[ Figura 105 Barra de Instrumentos

24. Coloque y configure un Generador de Señales y un Osciloscopio en el diagrama. 25. De la barra de Instrumentos seleccione el Generador de Funciones (Function Generator) y colóquelo en el circuito. 26. De igual manera selecciones el Osciloscopio (Oscilloscope) y colóquelo en el circuito. 27. Conecte ambos instrumentos como se muestra en la siguiente figura.

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Figura 106 Utilizando Instrumentos Virtuales

29. De doble clic sobre el Generador de Funciones para abrir su panel frontal. 30. Configure el Generador de Funciones como se muestra en la siguiente figura. 31. Cierre el panel del Generador de Funciones.

Figura 107 Panel Frontal del Generador de Funciones

Simulación 32. Ejecute la simulación para verificar el funcionamiento del circuito. 33. Seleccione Simulate » Run. 34. De doble clic en el Osciloscopio para abrir su panel frontal. 35. Ajuste los controles del Osciloscopio de acuerdo a la siguiente figura. Inicialmente, el Osciloscopio tendrá un fondo de pantalla negro, presione el botón Reverse para cambiar a un fondo de pantalla blanco.

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Figura 108 Panel Frontal del Osciloscopio

Como puede ver, el Osciloscopio despliega las señales de entrada y salida del circuito. Para diferenciar ambas señales de una mejor manera cambie el color del trazo de la señal de salida. Siga los pasos siguientes: 36. Cierre el Osciloscopio y detenga la simulación (Simulate»Stop). 37. De clic derecho sobre la conexión que conecta el canal B del Osciloscopio con la terminal 1 del componente AD712KR. 38. Seleccione Color Segment… 39. En la venta Colors seleccione un color azul. 40. Clic OK. El color de la conexión cambiará. 41. Nuevamente abra el panel frontal del Osciloscopio y ejecute la simulación. Observe la diferencia en el color de los trazos de entrada y salida. 42. Detenga la simulación.

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Figura 109 Señales de entrada y salida del circuito amplificador

Análisis Multisim cuenta con una amplia variedad de análisis avanzados de SPICE que ayudan a obtener información valiosa sobre el comportamiento de un circuito como por ejemplo, la respuesta en frecuencia, cómo afectan las tolerancias de los componentes, entre otros. 43. Configure y ejecute un análisis de AC al circuito amplificador. 44. Haga doble clic en el nodo que conecta la terminal 1 del componente AD712KR y la resistencia R2. Se abrirá la ventana Net. 45. En la ventana Net cambie el parámetro Net name a Vout como se indica en la figura siguiente:

Figura 110 Ventana Net

46. Clic OK. El nombre del nodo cambia. mexico.ni.com

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47. Seleccione Simulate»Analyses»AC Analysis… La ventana AC Analysis se abre. 48. Seleccione la pestaña Frequency Parameters y configúrela como se muestra en la siguiente figura.

Figura 111 Configuración del Análisis de AC

49. Seleccione la pestaña Output. 50. De la columna Variables in circuit seleccione V(vout) y presione el botón Add para agregar esta variable a la columna Selected variables for analysis, como se muestra en la siguiente figura.

Figura 112 Selección de la variable para análisis

51. Presione el botón Simulate. La ventana Grapher View se abrirá y mostrará los resultados del análisis de AC (una gráfica para la magnitud y otra para la fase).

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Figura 113 Selección de la variable para análisis

Además de presentar los resultados, la ventana Grapher View permite realizar mediciones exactas mediante el uso de cursores así como configurar y exportar los resultados obtenidos. Ha capturado, simulado y analizado un circuito en Multisim. En este ejercicio se presentó una introducción al ambiente de NI Multisim para la captura, simulación y análisis de circuitos. NI Multisim es un ambiente muy fácil de utilizar en donde usted puede aprovechar las capacidades de simulación avanzada de SPICE sin preocuparse de la sintaxis compleja de dicho lenguaje.

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Recursos Adicionales En los siguientes recursos usted encontrará herramientas, tutoriales para dar continuidad a este manual de ejercicios. Contáctenos para cualquier duda o comentario: 01 800 010 0793 mexico.ni.com/academia

Otros recursos para su preparación:          

Fundamentos de NI LabVIEW ni.com/gettingstarted/labviewbasics/esa/ Conozca monitorear sus aplicaciones desde dispositivos móviles ni.com/mobile Contribuya en las mejoras de NI LabVIEW ni.com/ideas Capacitación y Certificación mexico.ni.com/capacitación Programa LabVIEW Academy www.ni.com/academic/esa/labview_academy.htm Courseware ni.com/courseware/esa Comunidad Académica ni.com/comunidadacademica * Competencia para Investigadores y Docentes:Graphical System Design Award ni.com/gsd * Competencia para Estudiantes Student Design Competition ni.com/studentdesign Competencia Reto Académico mexico.ni.com/retoacademico

*Las competencias Graphical System Design Award y Student Design Competition son competencias internacionales de National Instruments

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