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INTRODUCcedilAtildeO A AQUISICcedilAtildeO DE DADOS Semana 1
Cristiane Martins
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login ac250
senha prp12 Domiacutenio ITA-IEA
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ftp1612415247Cristiane
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Introduccedilatildeo a Aquisiccedilatildeo de DadosDescriccedilatildeo do curso
Conceitos baacutesicos de instrumentaccedilatildeo e aquisiccedilatildeo de dados Introduccedilatildeo ao ambiente do LabVIEW caracteriacutesticas programaccedilatildeo graacutefica de fluxo de dados e interfaceamento com instrumentos externos Ao final do curso os estudantes poderatildeo criar aplicaccedilotildees para adquirir processar mostrar e estocar dados em sistemas reais Seratildeo capazes de gerar sinais analoacutegicos e digitais para controlar instrumentos externos atraveacutes de conversores analoacutegicosdigitais utilizando placas especiacuteficas
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INTRODUCcedilAtildeO
bullSistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados satildeo presentes no cotidiano
mdashMediccedilatildeo de Consumo de Aacutegua e LuzmdashExames e Diagnoacutesticos MeacutedicosmdashPesquisas de Opiniatildeo Puacuteblica
bullNa EngenhariamdashPesquisas de LaboratoacuteriomdashTeste e MediccedilatildeomdashAutomaccedilatildeo e Controle Industrial
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Tipos de Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
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INTRODUCcedilAtildeO
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Sinal AnaloacutegicoSinal Analoacutegico ndash ndash Sinal contiacutenuo no domiacutenio do tempo as variaacuteveis satildeo Sinal contiacutenuo no domiacutenio do tempo as variaacuteveis satildeo observadas de forma direta sem passar por processos de codificaccedilatildeo observadas de forma direta sem passar por processos de codificaccedilatildeo Em um intervalo definido de tempo existem infinitas amostras do sinalEm um intervalo definido de tempo existem infinitas amostras do sinalReflete fielmente o fenocircmeno fiacutesicoReflete fielmente o fenocircmeno fiacutesico
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Sinal Digital Sinal Digital ndashndash Apresenta valores discretos (descontiacutenuos) no tempo e amplitude Apresenta valores discretos (descontiacutenuos) no tempo e amplitude Isso significa que um sinal digital soacute eacute definido para determinados instantes de tempo Isso significa que um sinal digital soacute eacute definido para determinados instantes de tempo e o conjunto de valores que pode assumir eacute finitoe o conjunto de valores que pode assumir eacute finito
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DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo ndashndash Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver repeticcedilotildees ou interpolaccedilotildeesrepeticcedilotildees ou interpolaccedilotildees
0 1 11 0 0
1 0 1
1 1 01 1 1
Niacuteveis Quacircnticos
Temos 3 BITS de informaccedilatildeo =gt 23
possibilidades de codificaccedilatildeo =gt8 counts
0 1 0
0 0 10 0 0
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Quantizaccedilatildeo em Amplitude
Eacute o processo de representar um sinal contiacutenuo por um nuacutemero finito de estados discretos
O sistema binaacuterio eacute o padratildeo utilizado para processar sinais digitais onde o grupo de coacutedigos consiste de npulsos indicando ou estado ligado (1) ou desligado (0)
Nos conversores analoacutegico-digital a faixa de tensatildeo eacute padronizada A maioria dos conversores utilizada tensotildees padrotildees bipolar de +-25 +-5 e +-10 V ou utilizam tensotildees unipolares de 0 a 5 V ou de 0 a 10 V
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O niacutevel de quantizaccedilatildeo Q eacute a faixa compreendida entre dois pontos de decisatildeo adjacentes
Onde FSR eacute o fundo de escalaSe FSR = 10 V e n=3 entatildeo temos
Niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura do coacutedigo
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Quantizaccedilatildeo
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Os conversores ADC comumente encontrados possuem resoluccedilatildeo de 8 12 e 16 bits correspondentes a 256 4096 e 65536 niacuteveis de quantizaccedilatildeo
Como jaacute visto um conversor de alta resoluccedilatildeo (muitos nuacutemeros de bits) tem um niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura de coacutedigo pequena
O niacutevel de quantizaccedilatildeo e portanto a resoluccedilatildeo do conversor pode ser modificada adicionando-se um amplificador antes do conversor AD Assim o niacutevel de quantizaccedilatildeo seraacute
RESOLUCcedilAtildeO
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Elementos de um Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
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SensorTransdutorSensorTransdutor - - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadasentradas interferentes natildeo desejadas
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CONDICIONADORES DE SINAIS
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Introduccedilatildeo a Aquisiccedilatildeo de DadosDescriccedilatildeo do curso
Conceitos baacutesicos de instrumentaccedilatildeo e aquisiccedilatildeo de dados Introduccedilatildeo ao ambiente do LabVIEW caracteriacutesticas programaccedilatildeo graacutefica de fluxo de dados e interfaceamento com instrumentos externos Ao final do curso os estudantes poderatildeo criar aplicaccedilotildees para adquirir processar mostrar e estocar dados em sistemas reais Seratildeo capazes de gerar sinais analoacutegicos e digitais para controlar instrumentos externos atraveacutes de conversores analoacutegicosdigitais utilizando placas especiacuteficas
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INTRODUCcedilAtildeO
bullSistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados satildeo presentes no cotidiano
mdashMediccedilatildeo de Consumo de Aacutegua e LuzmdashExames e Diagnoacutesticos MeacutedicosmdashPesquisas de Opiniatildeo Puacuteblica
bullNa EngenhariamdashPesquisas de LaboratoacuteriomdashTeste e MediccedilatildeomdashAutomaccedilatildeo e Controle Industrial
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Tipos de Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
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INTRODUCcedilAtildeO
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Sinal AnaloacutegicoSinal Analoacutegico ndash ndash Sinal contiacutenuo no domiacutenio do tempo as variaacuteveis satildeo Sinal contiacutenuo no domiacutenio do tempo as variaacuteveis satildeo observadas de forma direta sem passar por processos de codificaccedilatildeo observadas de forma direta sem passar por processos de codificaccedilatildeo Em um intervalo definido de tempo existem infinitas amostras do sinalEm um intervalo definido de tempo existem infinitas amostras do sinalReflete fielmente o fenocircmeno fiacutesicoReflete fielmente o fenocircmeno fiacutesico
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Sinal Digital Sinal Digital ndashndash Apresenta valores discretos (descontiacutenuos) no tempo e amplitude Apresenta valores discretos (descontiacutenuos) no tempo e amplitude Isso significa que um sinal digital soacute eacute definido para determinados instantes de tempo Isso significa que um sinal digital soacute eacute definido para determinados instantes de tempo e o conjunto de valores que pode assumir eacute finitoe o conjunto de valores que pode assumir eacute finito
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DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo ndashndash Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver repeticcedilotildees ou interpolaccedilotildeesrepeticcedilotildees ou interpolaccedilotildees
0 1 11 0 0
1 0 1
1 1 01 1 1
Niacuteveis Quacircnticos
Temos 3 BITS de informaccedilatildeo =gt 23
possibilidades de codificaccedilatildeo =gt8 counts
0 1 0
0 0 10 0 0
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Quantizaccedilatildeo em Amplitude
Eacute o processo de representar um sinal contiacutenuo por um nuacutemero finito de estados discretos
O sistema binaacuterio eacute o padratildeo utilizado para processar sinais digitais onde o grupo de coacutedigos consiste de npulsos indicando ou estado ligado (1) ou desligado (0)
Nos conversores analoacutegico-digital a faixa de tensatildeo eacute padronizada A maioria dos conversores utilizada tensotildees padrotildees bipolar de +-25 +-5 e +-10 V ou utilizam tensotildees unipolares de 0 a 5 V ou de 0 a 10 V
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O niacutevel de quantizaccedilatildeo Q eacute a faixa compreendida entre dois pontos de decisatildeo adjacentes
Onde FSR eacute o fundo de escalaSe FSR = 10 V e n=3 entatildeo temos
Niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura do coacutedigo
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Quantizaccedilatildeo
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Os conversores ADC comumente encontrados possuem resoluccedilatildeo de 8 12 e 16 bits correspondentes a 256 4096 e 65536 niacuteveis de quantizaccedilatildeo
Como jaacute visto um conversor de alta resoluccedilatildeo (muitos nuacutemeros de bits) tem um niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura de coacutedigo pequena
O niacutevel de quantizaccedilatildeo e portanto a resoluccedilatildeo do conversor pode ser modificada adicionando-se um amplificador antes do conversor AD Assim o niacutevel de quantizaccedilatildeo seraacute
RESOLUCcedilAtildeO
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Elementos de um Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
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SensorTransdutorSensorTransdutor - - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadasentradas interferentes natildeo desejadas
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CONDICIONADORES DE SINAIS
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Introduccedilatildeo a Aquisiccedilatildeo de DadosDescriccedilatildeo do curso
Conceitos baacutesicos de instrumentaccedilatildeo e aquisiccedilatildeo de dados Introduccedilatildeo ao ambiente do LabVIEW caracteriacutesticas programaccedilatildeo graacutefica de fluxo de dados e interfaceamento com instrumentos externos Ao final do curso os estudantes poderatildeo criar aplicaccedilotildees para adquirir processar mostrar e estocar dados em sistemas reais Seratildeo capazes de gerar sinais analoacutegicos e digitais para controlar instrumentos externos atraveacutes de conversores analoacutegicosdigitais utilizando placas especiacuteficas
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INTRODUCcedilAtildeO
bullSistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados satildeo presentes no cotidiano
mdashMediccedilatildeo de Consumo de Aacutegua e LuzmdashExames e Diagnoacutesticos MeacutedicosmdashPesquisas de Opiniatildeo Puacuteblica
bullNa EngenhariamdashPesquisas de LaboratoacuteriomdashTeste e MediccedilatildeomdashAutomaccedilatildeo e Controle Industrial
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Tipos de Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
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INTRODUCcedilAtildeO
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Sinal AnaloacutegicoSinal Analoacutegico ndash ndash Sinal contiacutenuo no domiacutenio do tempo as variaacuteveis satildeo Sinal contiacutenuo no domiacutenio do tempo as variaacuteveis satildeo observadas de forma direta sem passar por processos de codificaccedilatildeo observadas de forma direta sem passar por processos de codificaccedilatildeo Em um intervalo definido de tempo existem infinitas amostras do sinalEm um intervalo definido de tempo existem infinitas amostras do sinalReflete fielmente o fenocircmeno fiacutesicoReflete fielmente o fenocircmeno fiacutesico
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Sinal Digital Sinal Digital ndashndash Apresenta valores discretos (descontiacutenuos) no tempo e amplitude Apresenta valores discretos (descontiacutenuos) no tempo e amplitude Isso significa que um sinal digital soacute eacute definido para determinados instantes de tempo Isso significa que um sinal digital soacute eacute definido para determinados instantes de tempo e o conjunto de valores que pode assumir eacute finitoe o conjunto de valores que pode assumir eacute finito
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DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo ndashndash Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver repeticcedilotildees ou interpolaccedilotildeesrepeticcedilotildees ou interpolaccedilotildees
0 1 11 0 0
1 0 1
1 1 01 1 1
Niacuteveis Quacircnticos
Temos 3 BITS de informaccedilatildeo =gt 23
possibilidades de codificaccedilatildeo =gt8 counts
0 1 0
0 0 10 0 0
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Quantizaccedilatildeo em Amplitude
Eacute o processo de representar um sinal contiacutenuo por um nuacutemero finito de estados discretos
O sistema binaacuterio eacute o padratildeo utilizado para processar sinais digitais onde o grupo de coacutedigos consiste de npulsos indicando ou estado ligado (1) ou desligado (0)
Nos conversores analoacutegico-digital a faixa de tensatildeo eacute padronizada A maioria dos conversores utilizada tensotildees padrotildees bipolar de +-25 +-5 e +-10 V ou utilizam tensotildees unipolares de 0 a 5 V ou de 0 a 10 V
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O niacutevel de quantizaccedilatildeo Q eacute a faixa compreendida entre dois pontos de decisatildeo adjacentes
Onde FSR eacute o fundo de escalaSe FSR = 10 V e n=3 entatildeo temos
Niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura do coacutedigo
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Quantizaccedilatildeo
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Os conversores ADC comumente encontrados possuem resoluccedilatildeo de 8 12 e 16 bits correspondentes a 256 4096 e 65536 niacuteveis de quantizaccedilatildeo
Como jaacute visto um conversor de alta resoluccedilatildeo (muitos nuacutemeros de bits) tem um niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura de coacutedigo pequena
O niacutevel de quantizaccedilatildeo e portanto a resoluccedilatildeo do conversor pode ser modificada adicionando-se um amplificador antes do conversor AD Assim o niacutevel de quantizaccedilatildeo seraacute
RESOLUCcedilAtildeO
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Elementos de um Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
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SensorTransdutorSensorTransdutor - - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadasentradas interferentes natildeo desejadas
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CONDICIONADORES DE SINAIS
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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INTRODUCcedilAtildeO
bullSistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados satildeo presentes no cotidiano
mdashMediccedilatildeo de Consumo de Aacutegua e LuzmdashExames e Diagnoacutesticos MeacutedicosmdashPesquisas de Opiniatildeo Puacuteblica
bullNa EngenhariamdashPesquisas de LaboratoacuteriomdashTeste e MediccedilatildeomdashAutomaccedilatildeo e Controle Industrial
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Tipos de Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
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INTRODUCcedilAtildeO
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Sinal AnaloacutegicoSinal Analoacutegico ndash ndash Sinal contiacutenuo no domiacutenio do tempo as variaacuteveis satildeo Sinal contiacutenuo no domiacutenio do tempo as variaacuteveis satildeo observadas de forma direta sem passar por processos de codificaccedilatildeo observadas de forma direta sem passar por processos de codificaccedilatildeo Em um intervalo definido de tempo existem infinitas amostras do sinalEm um intervalo definido de tempo existem infinitas amostras do sinalReflete fielmente o fenocircmeno fiacutesicoReflete fielmente o fenocircmeno fiacutesico
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Sinal Digital Sinal Digital ndashndash Apresenta valores discretos (descontiacutenuos) no tempo e amplitude Apresenta valores discretos (descontiacutenuos) no tempo e amplitude Isso significa que um sinal digital soacute eacute definido para determinados instantes de tempo Isso significa que um sinal digital soacute eacute definido para determinados instantes de tempo e o conjunto de valores que pode assumir eacute finitoe o conjunto de valores que pode assumir eacute finito
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DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo ndashndash Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver repeticcedilotildees ou interpolaccedilotildeesrepeticcedilotildees ou interpolaccedilotildees
0 1 11 0 0
1 0 1
1 1 01 1 1
Niacuteveis Quacircnticos
Temos 3 BITS de informaccedilatildeo =gt 23
possibilidades de codificaccedilatildeo =gt8 counts
0 1 0
0 0 10 0 0
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Quantizaccedilatildeo em Amplitude
Eacute o processo de representar um sinal contiacutenuo por um nuacutemero finito de estados discretos
O sistema binaacuterio eacute o padratildeo utilizado para processar sinais digitais onde o grupo de coacutedigos consiste de npulsos indicando ou estado ligado (1) ou desligado (0)
Nos conversores analoacutegico-digital a faixa de tensatildeo eacute padronizada A maioria dos conversores utilizada tensotildees padrotildees bipolar de +-25 +-5 e +-10 V ou utilizam tensotildees unipolares de 0 a 5 V ou de 0 a 10 V
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O niacutevel de quantizaccedilatildeo Q eacute a faixa compreendida entre dois pontos de decisatildeo adjacentes
Onde FSR eacute o fundo de escalaSe FSR = 10 V e n=3 entatildeo temos
Niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura do coacutedigo
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Quantizaccedilatildeo
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Os conversores ADC comumente encontrados possuem resoluccedilatildeo de 8 12 e 16 bits correspondentes a 256 4096 e 65536 niacuteveis de quantizaccedilatildeo
Como jaacute visto um conversor de alta resoluccedilatildeo (muitos nuacutemeros de bits) tem um niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura de coacutedigo pequena
O niacutevel de quantizaccedilatildeo e portanto a resoluccedilatildeo do conversor pode ser modificada adicionando-se um amplificador antes do conversor AD Assim o niacutevel de quantizaccedilatildeo seraacute
RESOLUCcedilAtildeO
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Elementos de um Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
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SensorTransdutorSensorTransdutor - - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadasentradas interferentes natildeo desejadas
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CONDICIONADORES DE SINAIS
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Tipos de Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
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INTRODUCcedilAtildeO
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Sinal AnaloacutegicoSinal Analoacutegico ndash ndash Sinal contiacutenuo no domiacutenio do tempo as variaacuteveis satildeo Sinal contiacutenuo no domiacutenio do tempo as variaacuteveis satildeo observadas de forma direta sem passar por processos de codificaccedilatildeo observadas de forma direta sem passar por processos de codificaccedilatildeo Em um intervalo definido de tempo existem infinitas amostras do sinalEm um intervalo definido de tempo existem infinitas amostras do sinalReflete fielmente o fenocircmeno fiacutesicoReflete fielmente o fenocircmeno fiacutesico
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Sinal Digital Sinal Digital ndashndash Apresenta valores discretos (descontiacutenuos) no tempo e amplitude Apresenta valores discretos (descontiacutenuos) no tempo e amplitude Isso significa que um sinal digital soacute eacute definido para determinados instantes de tempo Isso significa que um sinal digital soacute eacute definido para determinados instantes de tempo e o conjunto de valores que pode assumir eacute finitoe o conjunto de valores que pode assumir eacute finito
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DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo ndashndash Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver repeticcedilotildees ou interpolaccedilotildeesrepeticcedilotildees ou interpolaccedilotildees
0 1 11 0 0
1 0 1
1 1 01 1 1
Niacuteveis Quacircnticos
Temos 3 BITS de informaccedilatildeo =gt 23
possibilidades de codificaccedilatildeo =gt8 counts
0 1 0
0 0 10 0 0
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Quantizaccedilatildeo em Amplitude
Eacute o processo de representar um sinal contiacutenuo por um nuacutemero finito de estados discretos
O sistema binaacuterio eacute o padratildeo utilizado para processar sinais digitais onde o grupo de coacutedigos consiste de npulsos indicando ou estado ligado (1) ou desligado (0)
Nos conversores analoacutegico-digital a faixa de tensatildeo eacute padronizada A maioria dos conversores utilizada tensotildees padrotildees bipolar de +-25 +-5 e +-10 V ou utilizam tensotildees unipolares de 0 a 5 V ou de 0 a 10 V
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O niacutevel de quantizaccedilatildeo Q eacute a faixa compreendida entre dois pontos de decisatildeo adjacentes
Onde FSR eacute o fundo de escalaSe FSR = 10 V e n=3 entatildeo temos
Niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura do coacutedigo
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Quantizaccedilatildeo
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Os conversores ADC comumente encontrados possuem resoluccedilatildeo de 8 12 e 16 bits correspondentes a 256 4096 e 65536 niacuteveis de quantizaccedilatildeo
Como jaacute visto um conversor de alta resoluccedilatildeo (muitos nuacutemeros de bits) tem um niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura de coacutedigo pequena
O niacutevel de quantizaccedilatildeo e portanto a resoluccedilatildeo do conversor pode ser modificada adicionando-se um amplificador antes do conversor AD Assim o niacutevel de quantizaccedilatildeo seraacute
RESOLUCcedilAtildeO
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Elementos de um Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
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SensorTransdutorSensorTransdutor - - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadasentradas interferentes natildeo desejadas
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CONDICIONADORES DE SINAIS
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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INTRODUCcedilAtildeO
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Sinal AnaloacutegicoSinal Analoacutegico ndash ndash Sinal contiacutenuo no domiacutenio do tempo as variaacuteveis satildeo Sinal contiacutenuo no domiacutenio do tempo as variaacuteveis satildeo observadas de forma direta sem passar por processos de codificaccedilatildeo observadas de forma direta sem passar por processos de codificaccedilatildeo Em um intervalo definido de tempo existem infinitas amostras do sinalEm um intervalo definido de tempo existem infinitas amostras do sinalReflete fielmente o fenocircmeno fiacutesicoReflete fielmente o fenocircmeno fiacutesico
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Sinal Digital Sinal Digital ndashndash Apresenta valores discretos (descontiacutenuos) no tempo e amplitude Apresenta valores discretos (descontiacutenuos) no tempo e amplitude Isso significa que um sinal digital soacute eacute definido para determinados instantes de tempo Isso significa que um sinal digital soacute eacute definido para determinados instantes de tempo e o conjunto de valores que pode assumir eacute finitoe o conjunto de valores que pode assumir eacute finito
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DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo ndashndash Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver repeticcedilotildees ou interpolaccedilotildeesrepeticcedilotildees ou interpolaccedilotildees
0 1 11 0 0
1 0 1
1 1 01 1 1
Niacuteveis Quacircnticos
Temos 3 BITS de informaccedilatildeo =gt 23
possibilidades de codificaccedilatildeo =gt8 counts
0 1 0
0 0 10 0 0
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Quantizaccedilatildeo em Amplitude
Eacute o processo de representar um sinal contiacutenuo por um nuacutemero finito de estados discretos
O sistema binaacuterio eacute o padratildeo utilizado para processar sinais digitais onde o grupo de coacutedigos consiste de npulsos indicando ou estado ligado (1) ou desligado (0)
Nos conversores analoacutegico-digital a faixa de tensatildeo eacute padronizada A maioria dos conversores utilizada tensotildees padrotildees bipolar de +-25 +-5 e +-10 V ou utilizam tensotildees unipolares de 0 a 5 V ou de 0 a 10 V
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O niacutevel de quantizaccedilatildeo Q eacute a faixa compreendida entre dois pontos de decisatildeo adjacentes
Onde FSR eacute o fundo de escalaSe FSR = 10 V e n=3 entatildeo temos
Niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura do coacutedigo
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Quantizaccedilatildeo
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Os conversores ADC comumente encontrados possuem resoluccedilatildeo de 8 12 e 16 bits correspondentes a 256 4096 e 65536 niacuteveis de quantizaccedilatildeo
Como jaacute visto um conversor de alta resoluccedilatildeo (muitos nuacutemeros de bits) tem um niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura de coacutedigo pequena
O niacutevel de quantizaccedilatildeo e portanto a resoluccedilatildeo do conversor pode ser modificada adicionando-se um amplificador antes do conversor AD Assim o niacutevel de quantizaccedilatildeo seraacute
RESOLUCcedilAtildeO
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Elementos de um Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
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SensorTransdutorSensorTransdutor - - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadasentradas interferentes natildeo desejadas
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CONDICIONADORES DE SINAIS
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Sinal AnaloacutegicoSinal Analoacutegico ndash ndash Sinal contiacutenuo no domiacutenio do tempo as variaacuteveis satildeo Sinal contiacutenuo no domiacutenio do tempo as variaacuteveis satildeo observadas de forma direta sem passar por processos de codificaccedilatildeo observadas de forma direta sem passar por processos de codificaccedilatildeo Em um intervalo definido de tempo existem infinitas amostras do sinalEm um intervalo definido de tempo existem infinitas amostras do sinalReflete fielmente o fenocircmeno fiacutesicoReflete fielmente o fenocircmeno fiacutesico
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Sinal Digital Sinal Digital ndashndash Apresenta valores discretos (descontiacutenuos) no tempo e amplitude Apresenta valores discretos (descontiacutenuos) no tempo e amplitude Isso significa que um sinal digital soacute eacute definido para determinados instantes de tempo Isso significa que um sinal digital soacute eacute definido para determinados instantes de tempo e o conjunto de valores que pode assumir eacute finitoe o conjunto de valores que pode assumir eacute finito
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DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo ndashndash Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver repeticcedilotildees ou interpolaccedilotildeesrepeticcedilotildees ou interpolaccedilotildees
0 1 11 0 0
1 0 1
1 1 01 1 1
Niacuteveis Quacircnticos
Temos 3 BITS de informaccedilatildeo =gt 23
possibilidades de codificaccedilatildeo =gt8 counts
0 1 0
0 0 10 0 0
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Quantizaccedilatildeo em Amplitude
Eacute o processo de representar um sinal contiacutenuo por um nuacutemero finito de estados discretos
O sistema binaacuterio eacute o padratildeo utilizado para processar sinais digitais onde o grupo de coacutedigos consiste de npulsos indicando ou estado ligado (1) ou desligado (0)
Nos conversores analoacutegico-digital a faixa de tensatildeo eacute padronizada A maioria dos conversores utilizada tensotildees padrotildees bipolar de +-25 +-5 e +-10 V ou utilizam tensotildees unipolares de 0 a 5 V ou de 0 a 10 V
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O niacutevel de quantizaccedilatildeo Q eacute a faixa compreendida entre dois pontos de decisatildeo adjacentes
Onde FSR eacute o fundo de escalaSe FSR = 10 V e n=3 entatildeo temos
Niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura do coacutedigo
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Quantizaccedilatildeo
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Os conversores ADC comumente encontrados possuem resoluccedilatildeo de 8 12 e 16 bits correspondentes a 256 4096 e 65536 niacuteveis de quantizaccedilatildeo
Como jaacute visto um conversor de alta resoluccedilatildeo (muitos nuacutemeros de bits) tem um niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura de coacutedigo pequena
O niacutevel de quantizaccedilatildeo e portanto a resoluccedilatildeo do conversor pode ser modificada adicionando-se um amplificador antes do conversor AD Assim o niacutevel de quantizaccedilatildeo seraacute
RESOLUCcedilAtildeO
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Elementos de um Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
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SensorTransdutorSensorTransdutor - - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadasentradas interferentes natildeo desejadas
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CONDICIONADORES DE SINAIS
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Sinal Digital Sinal Digital ndashndash Apresenta valores discretos (descontiacutenuos) no tempo e amplitude Apresenta valores discretos (descontiacutenuos) no tempo e amplitude Isso significa que um sinal digital soacute eacute definido para determinados instantes de tempo Isso significa que um sinal digital soacute eacute definido para determinados instantes de tempo e o conjunto de valores que pode assumir eacute finitoe o conjunto de valores que pode assumir eacute finito
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DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo ndashndash Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver repeticcedilotildees ou interpolaccedilotildeesrepeticcedilotildees ou interpolaccedilotildees
0 1 11 0 0
1 0 1
1 1 01 1 1
Niacuteveis Quacircnticos
Temos 3 BITS de informaccedilatildeo =gt 23
possibilidades de codificaccedilatildeo =gt8 counts
0 1 0
0 0 10 0 0
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Quantizaccedilatildeo em Amplitude
Eacute o processo de representar um sinal contiacutenuo por um nuacutemero finito de estados discretos
O sistema binaacuterio eacute o padratildeo utilizado para processar sinais digitais onde o grupo de coacutedigos consiste de npulsos indicando ou estado ligado (1) ou desligado (0)
Nos conversores analoacutegico-digital a faixa de tensatildeo eacute padronizada A maioria dos conversores utilizada tensotildees padrotildees bipolar de +-25 +-5 e +-10 V ou utilizam tensotildees unipolares de 0 a 5 V ou de 0 a 10 V
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O niacutevel de quantizaccedilatildeo Q eacute a faixa compreendida entre dois pontos de decisatildeo adjacentes
Onde FSR eacute o fundo de escalaSe FSR = 10 V e n=3 entatildeo temos
Niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura do coacutedigo
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Quantizaccedilatildeo
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Os conversores ADC comumente encontrados possuem resoluccedilatildeo de 8 12 e 16 bits correspondentes a 256 4096 e 65536 niacuteveis de quantizaccedilatildeo
Como jaacute visto um conversor de alta resoluccedilatildeo (muitos nuacutemeros de bits) tem um niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura de coacutedigo pequena
O niacutevel de quantizaccedilatildeo e portanto a resoluccedilatildeo do conversor pode ser modificada adicionando-se um amplificador antes do conversor AD Assim o niacutevel de quantizaccedilatildeo seraacute
RESOLUCcedilAtildeO
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Elementos de um Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
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SensorTransdutorSensorTransdutor - - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadasentradas interferentes natildeo desejadas
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CONDICIONADORES DE SINAIS
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo DiscretizaccedilatildeoQuantizaccedilatildeo ndashndash Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos Eacute o processo de atribuiccedilatildeo de valores discretos para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores Uma grandeza eacute dita quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver quantizada ou discreta quando natildeo apresenta valores contiacutenuos podendo haver repeticcedilotildees ou interpolaccedilotildeesrepeticcedilotildees ou interpolaccedilotildees
0 1 11 0 0
1 0 1
1 1 01 1 1
Niacuteveis Quacircnticos
Temos 3 BITS de informaccedilatildeo =gt 23
possibilidades de codificaccedilatildeo =gt8 counts
0 1 0
0 0 10 0 0
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Quantizaccedilatildeo em Amplitude
Eacute o processo de representar um sinal contiacutenuo por um nuacutemero finito de estados discretos
O sistema binaacuterio eacute o padratildeo utilizado para processar sinais digitais onde o grupo de coacutedigos consiste de npulsos indicando ou estado ligado (1) ou desligado (0)
Nos conversores analoacutegico-digital a faixa de tensatildeo eacute padronizada A maioria dos conversores utilizada tensotildees padrotildees bipolar de +-25 +-5 e +-10 V ou utilizam tensotildees unipolares de 0 a 5 V ou de 0 a 10 V
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O niacutevel de quantizaccedilatildeo Q eacute a faixa compreendida entre dois pontos de decisatildeo adjacentes
Onde FSR eacute o fundo de escalaSe FSR = 10 V e n=3 entatildeo temos
Niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura do coacutedigo
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Quantizaccedilatildeo
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Os conversores ADC comumente encontrados possuem resoluccedilatildeo de 8 12 e 16 bits correspondentes a 256 4096 e 65536 niacuteveis de quantizaccedilatildeo
Como jaacute visto um conversor de alta resoluccedilatildeo (muitos nuacutemeros de bits) tem um niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura de coacutedigo pequena
O niacutevel de quantizaccedilatildeo e portanto a resoluccedilatildeo do conversor pode ser modificada adicionando-se um amplificador antes do conversor AD Assim o niacutevel de quantizaccedilatildeo seraacute
RESOLUCcedilAtildeO
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Elementos de um Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
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SensorTransdutorSensorTransdutor - - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadasentradas interferentes natildeo desejadas
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CONDICIONADORES DE SINAIS
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Quantizaccedilatildeo em Amplitude
Eacute o processo de representar um sinal contiacutenuo por um nuacutemero finito de estados discretos
O sistema binaacuterio eacute o padratildeo utilizado para processar sinais digitais onde o grupo de coacutedigos consiste de npulsos indicando ou estado ligado (1) ou desligado (0)
Nos conversores analoacutegico-digital a faixa de tensatildeo eacute padronizada A maioria dos conversores utilizada tensotildees padrotildees bipolar de +-25 +-5 e +-10 V ou utilizam tensotildees unipolares de 0 a 5 V ou de 0 a 10 V
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O niacutevel de quantizaccedilatildeo Q eacute a faixa compreendida entre dois pontos de decisatildeo adjacentes
Onde FSR eacute o fundo de escalaSe FSR = 10 V e n=3 entatildeo temos
Niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura do coacutedigo
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Quantizaccedilatildeo
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Os conversores ADC comumente encontrados possuem resoluccedilatildeo de 8 12 e 16 bits correspondentes a 256 4096 e 65536 niacuteveis de quantizaccedilatildeo
Como jaacute visto um conversor de alta resoluccedilatildeo (muitos nuacutemeros de bits) tem um niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura de coacutedigo pequena
O niacutevel de quantizaccedilatildeo e portanto a resoluccedilatildeo do conversor pode ser modificada adicionando-se um amplificador antes do conversor AD Assim o niacutevel de quantizaccedilatildeo seraacute
RESOLUCcedilAtildeO
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Elementos de um Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
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SensorTransdutorSensorTransdutor - - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadasentradas interferentes natildeo desejadas
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CONDICIONADORES DE SINAIS
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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O niacutevel de quantizaccedilatildeo Q eacute a faixa compreendida entre dois pontos de decisatildeo adjacentes
Onde FSR eacute o fundo de escalaSe FSR = 10 V e n=3 entatildeo temos
Niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura do coacutedigo
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Quantizaccedilatildeo
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Os conversores ADC comumente encontrados possuem resoluccedilatildeo de 8 12 e 16 bits correspondentes a 256 4096 e 65536 niacuteveis de quantizaccedilatildeo
Como jaacute visto um conversor de alta resoluccedilatildeo (muitos nuacutemeros de bits) tem um niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura de coacutedigo pequena
O niacutevel de quantizaccedilatildeo e portanto a resoluccedilatildeo do conversor pode ser modificada adicionando-se um amplificador antes do conversor AD Assim o niacutevel de quantizaccedilatildeo seraacute
RESOLUCcedilAtildeO
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Elementos de um Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
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SensorTransdutorSensorTransdutor - - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadasentradas interferentes natildeo desejadas
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CONDICIONADORES DE SINAIS
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Quantizaccedilatildeo
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Os conversores ADC comumente encontrados possuem resoluccedilatildeo de 8 12 e 16 bits correspondentes a 256 4096 e 65536 niacuteveis de quantizaccedilatildeo
Como jaacute visto um conversor de alta resoluccedilatildeo (muitos nuacutemeros de bits) tem um niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura de coacutedigo pequena
O niacutevel de quantizaccedilatildeo e portanto a resoluccedilatildeo do conversor pode ser modificada adicionando-se um amplificador antes do conversor AD Assim o niacutevel de quantizaccedilatildeo seraacute
RESOLUCcedilAtildeO
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Elementos de um Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
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SensorTransdutorSensorTransdutor - - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadasentradas interferentes natildeo desejadas
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CONDICIONADORES DE SINAIS
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Os conversores ADC comumente encontrados possuem resoluccedilatildeo de 8 12 e 16 bits correspondentes a 256 4096 e 65536 niacuteveis de quantizaccedilatildeo
Como jaacute visto um conversor de alta resoluccedilatildeo (muitos nuacutemeros de bits) tem um niacutevel de quantizaccedilatildeo ou largura de coacutedigo pequena
O niacutevel de quantizaccedilatildeo e portanto a resoluccedilatildeo do conversor pode ser modificada adicionando-se um amplificador antes do conversor AD Assim o niacutevel de quantizaccedilatildeo seraacute
RESOLUCcedilAtildeO
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Elementos de um Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
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SensorTransdutorSensorTransdutor - - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadasentradas interferentes natildeo desejadas
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CONDICIONADORES DE SINAIS
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Elementos de um Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
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SensorTransdutorSensorTransdutor - - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadasentradas interferentes natildeo desejadas
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CONDICIONADORES DE SINAIS
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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SensorTransdutorSensorTransdutor - - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadasentradas interferentes natildeo desejadas
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CONDICIONADORES DE SINAIS
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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CONDICIONADORES DE SINAIS
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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AmplificacatildeoQuando um sinal eacute amplificado a amplitude do sinal eacute aumentada Convertendo um sinal de 0-10mV para 0 -10V eacute um exemplo de amplificaccedilatildeo
Isolaccedilatildeo EleacutetricaIsolaccedilatildeo eleacutetrica impede trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda Isto eacute natildeo existe nenhuma ligaccedilatildeo fiacutesica entre a entrada e a saiacuteda A entrada eacute normalmente transferida para a saiacuteda atraveacutes da conversatildeo de um sinal oacutetico ou magneacutetico que ao chegar na saiacuteda eacute reconstruiacutedo Impedindo a trajetoacuteria galvacircnica entre entrada e saiacuteda sinais indesejaacuteveis de uma linha de entrada satildeo evitados de passar atraveacutes da saiacuteda Isolaccedilatildeo eacute exigida quando uma medida precisar ser realizada em uma superfiacutecie com uma voltagem muito acima do terra Isolaccedilatildeo tambeacutem eacute utilizada para evitar loops de terra
LinearizaccedilatildeoConverte um sinal de entrada natildeo-linear em um sinal de saiacuteda linear Comum em sinais de termopares
Compensaccedilatildeo de Junta FriaUsado para termopares O sinal de termopar eacute ajustado para flutuaccedilotildees de temperatura local
ExcitaccedilatildeoMuitos sensores exigem alguma forma de excitaccedilatildeo para operarem Strain gages satildeo exemplo tiacutepico
CONDICIONADORES DE SINAIS
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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PLACA DE AQUISICcedilAtildeO DE DADOS + CONDICIONAMENTO DE SINAIS SCXI + PROCESSAMENTO
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Arquitetura dos Sistemas de Aquisiccedilatildeo de Dados
ldquoTodos os elementos devem interagir entre sirdquo
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Sistema de Aquisiccedilatildeo de Dados
Sistema de Distribuiccedilatildeo de Dados
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Por quecirc eacute necessaacuterio amplificar sinais eleacutetricos obtidos pelos sensores
Vejamos como exemplo medidas de temperatura com termopares
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Termopares
Satildeo formados pela junccedilatildeo de elementos metaacutelicos distintos que devido agrave suas caracteriacutesticas eletrocircnicas geram uma diferenccedila de potencial Esta diferenccedila de potencial depende da temperatura e estaacute tabelada para diversos pares de metais (termopares)
Para se realizar uma medida deve-se ter uma junccedilatildeo em temperatura conhecida e outra no ponto onde se pretende medir
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Termopares
Com o auxiacutelio de uma tabela ou da expressatildeo analiacutetica da voltagem em funccedilatildeo da temperatura encontra-se a informaccedilatildeo desejada1048766
Tipicamente obtecircm-se sinais da ordem de 40microv C
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Termopares
Caso se queira medir temperaturas com exatidatildeo proacutexima a 01o C eacute necessaacuterio medir voltagens com exatidatildeo de pelo menos 5 microv
A forma de evitar o uso de voltiacutemetros ou outros sistemas de leitura com a exatidatildeo anterior pode se fazer uso de amplificadores que transformem o sinal de saiacuteda em valores mais faacuteceis de serem medidos
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Strain gage - exemplo
o circuito apresentado pode ser montado com um ou mais de seus resistores sendo Strain Gauges de forma que se possa obter uma voltagem Vp que indique adeformaccedilatildeo imposta ao sensor
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Tubo de Pitot
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Questatildeo
Um termocircmetro pode ser utilizado como sensor de temperatura em um sistema de aquisiccedilatildeo de dados
httpenwikipediaorgwikiTemperature
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Exemplo ndash aquisiccedilatildeo de sinais siacutesmicos (cont)
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Hidrofone (sensor)
Placa de Aquisiccedilatildeo
Labviewconverte o sinal analogico para digital Envia para a porta USB do computador o sinal na forma de um arquivo de som wav
Atraveacutes de transdutor piezoeletrico converte o som (ondas de pressatildeo) em um sinal eletrico analogico
Receberaacute o sinal wav e trataraacute os dados de forma a serem interpretados em formato de relatorio (objetivo do projeto)
Exemplo ndash impacto acustico em ambiente marinho (cont)
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Hidrofone
Placa de aquisiccedilatildeo
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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SENSOR
A natureza do sinal produzido ndash tensatildeo frequecircncia impedacircncia etcdetermina qual espeacutecie de condicionamento de sinal seraacute necessaacuterio
Susceptibilidade a ruiacutedo efeito de carregamento
Como o sensor seraacute calibrado em relaccedilatildeo a grandeza fiacutesica Problemas de repetibilidade
Tipo de fonte alimentaccedilatildeo
Sensor e suas caracteriacutesticas devem ser minuciosamente conhecidos
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
Sensores
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
Objetivo
Apresentar os conceitos baacutesicos associados aos elementos primaacuterios
de um sistema de mediccedilatildeo enfatizando-se as caracteriacutesticas
inerentes agrave sensores
Sensores
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
Sumaacuterio
1 Sistema de medidas
2 Elementos Funcionais
3 Definiccedilotildees
4 Tipos de Sensores
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
7 Caracteriacutesticas Ambientais
8 Confiabilidade
Sensores
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
1 Sistemas de Medidas
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
2 Elementos Funcionais
bull Elemento sensor primaacuterio Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento conversor de variaacutevel Estaacutegio SensorTransdutor
bull Elemento manipulador de variaacutevel Estaacutegio Intermediaacuterio
bull Elemento transmissor de dados Estaacutegio Intermediaacuterio bull Elemento apresentador de dados Estaacutegio Finalbull Elemento armazenadorreprodutor de dados Estaacutegio Final
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
bull Estaacutegio sensortransdutor - Realiza a detecccedilatildeo da variaacutevel fiacutesica e a converte em um sinal mais apropriado para mediccedilatildeo normalmente mecacircnico ou eleacutetrico O sensor deveria ser idealmente insensiacutevel a cada uma das outras possiacuteveis entradas interferentes natildeo desejadas
bull Estaacutegio intermediaacuterio - Realiza uma modificaccedilatildeo do sinal oriundo do estaacutegio anterior atraveacutes de amplificaccedilatildeo filtragem etc Isto eacute o estaacutegio intermediaacuterio deve realizar a transduccedilatildeo da informaccedilatildeo para tornaacute-la aceitaacutevel atraveacutes da filtragem do sinal para remover ruiacutedos e amplificaccedilatildeo do sinal ou seja adequaccedilatildeo do seu niacutevel ao do sistema de armazenagem e mostrador
bull Estaacutegio final - Realiza a apresentaccedilatildeo final dos dados o seu armazenamento e se necessaacuterio o controle da variaacutevel medida Isto eacute no estaacutegio final estaacute o mostrador (ou display) o banco de memoacuteria onde dados satildeo armazenados e o controle do processo
2 Elementos Funcionais
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
2 Elementos Funcionais
Elemento sensor primaacuterio - Recebe a informaccedilatildeo do meio fiacutesico medido e gera um sinal de saiacuteda que depende de algum modo da quantidade medidaElemento conversor de variaacutevel - Converte o sinal de saiacuteda do elemento sensor primaacuterio em um outro sinal mais apropriado para a mediccedilatildeo sem entretanto alterar a informaccedilatildeo contida no sinal originalElemento manipulador de variaacutevel - Opera uma mudanccedila no valor numeacuterico associado ao sinal de saiacuteda do elemento conversor de variaacutevel segundo uma regra precisamente definida mantendo entretanto a natureza fiacutesica do sinal Elemento transmissor de dados - Transmite dados entre os elementos funcionais do sistema de mediccedilatildeo quando estes se encontram fisicamente separadosElemento apresentador de dados - Coloca os dados em uma forma reconhecida por um dos sentidos humanos (pelo observador) para efeito de monitoramento controle ou anaacutelise Elemento armazenadorreprodutor de dados - Armazena os dados de maneira natildeo necessariamente reconhecida pelos sentidos
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
2 Elementos Funcionais
Abordagem mais claacutessica feita
com elementos Transdutores mecacircnicosie Doeblin
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
3 Definiccedilotildees
TRANSDUTORES - Satildeo dispositivos que convertem uma forma de energia ou quantidade fiacutesica em outra muitas vezes esta energia ou quantidade fiacutesica satildeo as mesmas A energia ou estiacutemulo determina a quantidade do sinal
SENSORES - Satildeo dispositivos usados para detectar medir ou monitorar fenocircmenos fiacutesicos tal como temperatura radiaccedilatildeo etc respondendo a estes estiacutemulos e transmitindo a informaccedilatildeo para inicializar sistemas ou controlar operaccedilotildees
DETETORES - Satildeo dispositivos usados para sentir a presenccedila das coisas como calor radiaccedilatildeo ou qualquer outro fenocircmeno fiacutesico
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
4 Tipos de Sensores
Transdutores Ativos - Necessitam alimentaccedilatildeo externa Strain-gages Ceacutelulas de Carga transdutores Fotoeleacutetricos
Transdutores Passivos - Natildeo necessitam de fonte externa ddp gerada devido as caracteriacutesticas do material que satildeo fabricados Termopares Cristais Piezoeleacutetricos Ceacutelulas Fotovoltaicas
Transdutores Invasivos - Satildeo aqueles que tem contato e apresentam interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
Transdutores Passivos - Satildeo aqueles que tem interaccedilatildeo fisico-quimico com o processo onde se efetua a medida
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Faixa de Mediccedilatildeo (Range) Valor Maacuteximo e Miacutenimo Extensatildeo (Span) Maacutexima variaccedilatildeo de entrada ou saiacuteda Natildeo-Linearidade Maacutexima variaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao eixo linear
expressa em do fundo de escala Histerese Diferenccedila de valores obtidos do sinal de saiacuteda em relaccedilatildeo
ao sinal de entrada durante o incremento e decremento de valores de entrada
Sensibilidade E a relaccedilatildeo (taxa) de troca entre o sinal de saiacuteda e entrada
Resoluccedilatildeo Miacutenima variaccedilatildeo do sinal de entrada necessaacuteria para que ocorra uma alteraccedilatildeo do sinal de saiacuteda
Carga Impedacircncia Repetibilidade Relacionado com o operador
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
5 Caracteriacutesticas Estaacuteticas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Precisatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que representa a dispersatildeo dos vaacuterios resultados correspondentes a repeticcedilotildees de mediccedilotildees quase iguais em torno do valor central
Exatidatildeo Qualidade da mediccedilatildeo que assegura que a medida coincida com o valor real da grandeza considerada O valor representativo deste paracircmetro eacute o valor meacutedio
Ganho O ganho de um sistema ou instrumento define-se como a saiacuteda divida pela entrada
Off-set Define-se como o desvio de zero do sinal de saiacuteda quando a entrada eacute zero
Drift Descreve a mudanccedila da leitura em zero do instrumento com o tempo
Banda de erro estaacutetica leva em conta todos os efeitos que causam desvio em relaccedilatildeo ao instrumento ideal
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
6 Caracteriacutesticas Dinacircmicas de Sistemas de Mediccedilatildeo
Estatildeo relacionadas com a resposta do elemento transdutor com relaccedilatildeo a variaccedilotildees do mesurando com o tempo estatildeo definidas como a faixa operacional do elemento transdutor
Resposta em Frequumlecircncia Constante de Tempo Amortecimento Overshoot Frequumlecircncia Natural
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
Quando a coifa atingia aproximadamente 45ordm liberava-se a abertura do paineacutel
Tomando-se como referecircncia aDinacircmica do teste de abertura da coifa e painel solar
O tempo de abertura dos paineacuteis era medido por um sensor de deslocamento linerar
O tempo devia ser controlado pois quando o painel estivesse totalmente distendido o conjunto ainda necessitaria manter o Spin que poderia ser reduzido tanto pelo movimento da coifa quanto do painel solar
wwwiaectabr
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
Deslocamento Linear
O dispositivo empregado para efetuar a mediccedilatildeo
Durante os ensaios verificou-se que o resultado obtido permanecia inalterado apoacutes algumas repeticcedilotildees Dessa forma ao alterar a tensatildeo na mola obtiveram comportamentos diferentes Verificaram portanto que a resposta dinacircmica do sensor natildeo estava compatiacutevel com a abertura do sistema
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
7 Caracteriacutesticas Ambientais
Afetam as caracteriacutesticas estaacuteticas e dinacircmicas de um transdutor
Ensaios realizados em campo Temperatura Vibraccedilatildeo Aceleraccedilatildeo Montagem
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
8 Confiabilidade
Vida Operacional Tempo miacutenimo de vida operaccedilatildeo continua ou ciclos sem alterar o desempenho dentro das toleracircncias especificadas
Ciclo de Vida Nuacutemero miacutenimo de excursotildees de fundo de escala ou escala parcial sem alterar o desempenho alem das toleracircncias especificadas
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Aquisiccedilatildeo - Hardware
Durante a escolha de um sistema de aquisiccedilatildeo de dados algumas consideraccedilotildees devem ser observadas
Nos slides seguintes um resumo sobre o sistema de comunicaccedilatildeo entre placa de aquisiccedilatildeo de dados e o computador
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Como eacute realizada a comunicaccedilatildeo entre diferentes dispositivos em um computador
Hardware - Interligaccedilotildees
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Interligaccedilatildeo
duas formas baacutesicas de interligar as unidades de um sistema de computador Ligaccedilatildeo Dedicada e Barramento
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Interligaccedilatildeo - Ligaccedilatildeo dedicada
Ligaccedilatildeo serial padratildeo RS232 entre um computador e um terminal Para cada terminal adicional eacute necessaacuterio incluir uma nova interface serial e a fiaccedilatildeo serial
Ligaccedilatildeo paralela padratildeo Centronics entre um microcomputador e uma impressora Para adicionar uma nova impressora eacute preciso instalar outra interface e novos cabos
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Interligaccedilatildeo - Barramento
A ligaccedilatildeo por barramento utiliza um uacutenico conjunto de fios para interligar diversas unidades de um sistema de computadores
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Aquisiccedilatildeo de dados x barramentos
Quando for decidir sobre um sistema de medida o tipo de barramento deve ser considerado
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
Barramentos
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Para a comunicaccedilatildeo entre CPU e dispositivos de entradasaiacuteda satildeo usados os mecanismos de polling interrupccedilatildeo e DMA
Como funciona cada um destes mecanismos
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Polling neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades normais e de tempos em tempos ele ldquoquestionardquo o dispositivo para saber se a tarefa foi realizada Quando lsquorsquoterminadarsquorsquo o processador conclui a operaccedilatildeo
Interrupccedilatildeo neste mecanismo o processador quando deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda tambeacutem programa o dispositivo para que realize a tarefa Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades e quando a tarefa se realiza o dispositivo interrompe o processador para avisar O processador poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
DMA o DMA eacute um dispositivo que auxilia a transferecircncia de dados Quando o processador deseja fazer uma operaccedilatildeo de entradasaiacuteda ele programa o DMA com informaccedilotildees tais como nuacutemero de bytes para transferir endereccedilos da fonte e do destino e tipo de operaccedilatildeo Uma vez isto feito o processador retorna a suas atividades Quando o DMA termina a tarefa ele avisa ao processador e este poderaacute entatildeo concluir a operaccedilatildeo
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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termo DMA eacute um acrocircnimo para a expressatildeo em inglecircs Direct memory access
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Barramento
O que eacute um barramento (bus) e quais satildeo os sinais transmitidos nele
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Barramento Bus eacute um conjunto de condutores eleacutetricos em
um computador que permite a comunicaccedilatildeo entre vaacuterios componentes do computador tais como CPU memoacuteria dispositivos de IO
Que sinais trafegam no barramento dados reloacutegio endereccedilos sinais de controle
Bus standard (protocolo) eacute um conjunto de regras que governam como as comunicaccedilotildees no barramento seratildeo efetuadas
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Barramento
Vantagens Baixo custo na comunicaccedilatildeo entre
componentes desde que um simples conjunto de fios eacute compartilhado em muacuteltiplo sentidos
Versatilidade que permite a faacutecil adiccedilatildeo de novos dispositivos no computador
Desvantagens Criaccedilatildeo de engarrafamento (bottleneck) na
comunicaccedilatildeo limitando a maacutexima vazatildeo de dados (throughput) para dispositivos de IO
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Os barramentos podem ser caracterizados por diversos fatores tais comoFuncionalidadeCaracteriacutesticas de acessoDispositivos a ele acopladosTemporizaccedilatildeoCaracteriacutesticas Eleacutetricas etc
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Barramento - classificaccedilatildeo Quanto agrave Funcionalidade
Linhas de dados (barramento de dados) - fornecem o meio de transmissatildeo de dados entre os moacutedulos do sistema
Linhas de endereccedilo (barramento de endereccedilos) - usadas para designar fonte e destino dos dados do barramento de dados
Linhas de controle (barramento de controle) - usadas para controlar o acesso e o uso de linhas de dados e endereccedilos
CPU Memoacuteria IO
Barramento de endereccedilosBarramento de dados
Barramento de controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Caracteriacutesticas de acesso Todo dispositivo de memoacuteria ou IO deve ser
exclusivo no acesso ao barramento A seleccedilatildeo eacute feita atraveacutes de sinais especiais de
controle como Memory Read Memory Write IO Read IO Write
Todo dispositivo deve escrever no barramento atraveacutes de ldquobuffers Tristaterdquo
saiacuteda de dadosentrada de dados
controle
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Barramento ndash classificaccedilatildeo (cont)
Quanto aos dispositivos a ele acoplados Barramentos de Memoacuteria (CPU-memory buses) Barramentos de Entrada e Saiacuteda (CPU-IO buses)
barramento
CPU1
Rq1
Arbitro Do
Barramento CPU2 DMA Contr Contr
Rq2 Rq3
Gr1
Gr2
Gr3
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Barramentos ndash classificaccedilatildeo Quanto a caracteriacutesticas eleacutetricas Barramento com terminaccedilatildeo simples
Os niacuteveis loacutegicos 0 e 1 satildeo representados comparando a tensatildeo de cada fio com um padratildeo comum (chamado ldquoterrardquo)
Barramento diferencial Usa dois fios para cada sinal loacutegico A diferenccedila
de tensatildeo entre eles positiva ou negativa representa os niacuteveis loacutegicos Com isso espera-se minimizar ruiacutedos externos induzidos nos fios assumindo que essa induccedilatildeo ocorre nos dois fios e portanto se anulam quando a diferenccedila eacute calculada
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Barramento - Classificaccedilatildeo
Quanto agrave temporizaccedilatildeo Barramento siacutencrono
Este tipo de barramento exige que todo o traacutefego de dados e controle seja sincronizado sob uma mesma base de tempo chamado de reloacutegio (clock)
Barramento assiacutencrono O controle ocorre exclusivamente por meio de sinais
trocados entre os dispositivos Os ciclos de barramentos podem ter qualquer duraccedilatildeo e natildeo precisam ser iguais para todos as situaccedilotildees
Satildeo barramentos mais raacutepidos que os siacutencronos
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Barramento Dispositivos
Ativos ou Mestres - dispositivos que controlam o protocolo de acesso ao barramento para leitura ou escrita de dados
Passivos ou Escravos - dispositivos que simplesmente obedecem a requisiccedilatildeo do mestre
Exemplo
- CPU ordena que o controlador de disco leia ou escreva um bloco de dados
A CPU eacute o mestre e o controlador de disco eacute o escravo
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Barramento - Arbitragem
O que acontece quando dois ou mais dispositivos querem se tornar mestres do barramento ao mesmo tempo
Pode existir uma inviabilidade de operaccedilotildees (caos) do sistema se natildeo houver um mecanismo adequado de arbitragem do barramento
A arbitragem decide qual mestre teraacute o controle do barramento num dado instante
Arbitragem centralizadaArbitragem descentralizada
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Barramento - Arbitragem Centralizada
Aacuterbitro PCI GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
GN
TR
EQ
DispPCI A
DispPCI B
DispPCI C
Arbitragem no barramento PCI (centralizado) Exemplo para trecircs dispositivos O aacuterbitro decide qual mestre controla o barramento
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Por que em maacutequinas modernas satildeo usados dois trecircs ou mais barramentos
Como os dispositivos que compotildee umprocessador tecircm velocidades muitodiferentes (ateacute 1 milhatildeo de vezesmaior ou menor) o uso de apenas umbarramento para conectar todos elesse torna ineficiente Neste caso osdispositivos mais lentos quandoocupam o barramento impediratildeo aoperaccedilatildeo dos mais velozes por umtempo grande
CPU
Barramento veloz
Bridge
Memoacuteria
Contr
Contr
Contr
Barramentos lentos
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Tipos de barramentos de dados ISA bus EISA bus VL Local bus PCI bus IDE EIDE SCSI
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Barramento convencional
placa dememoacuteria
placa de ES
placa de ES
co-processador
registradores
barramentos
ALU
barramento interno
barramento do sistema
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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ISA Bus ISA bus - Industry Standard Architecture
Lanccedilado por volta de 1984 pela IBM no PC-AT o barramento ISA virou um barramento padratildeo utilizado por todos os demais fabricantes de clones IBM na eacutepoca
Caracteriacutesticas Conecta CPU memoacuteria e dispositivos de ES Barramento de 16 bits (2 bytes) Frequecircncia de operaccedilatildeo de 8 MHz Taxa de 8MBs (dois pulsos de clock por transaccedilatildeo de
modo a manter compatibilidade com o barramento do PC-XT o XT-bus que era de 8 bits)
Permite mais de um mestre mas de forma precaacuteria Extensotildees =gt Plug-and-Play ISA
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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ISA bus - Standard System
ISA bus
CPU
Controlador de barramento
ISA slots
Memoacuteria
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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EISA bus EISA bus - Extended ou Enhanced
ISA Desenvolvido por volta de 1987 por 9
competidores da IBM para melhorar a performance e competir com o barramento MCA (Micro-Channel Architecture) lanccedilado pela IBM
Caracteriacutesticas Compatiacutevel com ISA Extensatildeo para 32 bits de dados (4 bytes) Reloacutegio de 8 MHz Taxa de 32MBs (1 pulso de clock por transaccedilatildeo)
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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EISA bus - Extended ISA
EISA bus
CPU
Controlador de barramento
EISA slots
Memoacuteria
32 bits
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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VL - VESA Local Bus
VL Bus - VESA (Video Electronics Standards Association) - 1992
CPU 80486 (33 MHz) e dispositivos de alta performance (ex placa de viacutedeo) em barramento (E)ISA =gt gargalo
Caracteriacutesticas Barramento conectado diretamente agrave CPU =gt
velocidade do barramento = velocidade da CPU Dependente do tipo de CPU usado (80486) 32 bits no barramento de dados Suporta apenas 2 cartotildees =gt outras expansotildees
devem ser feitas via barramento ISA ou EISA
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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VL Local bus
CPU
Controlador de barramento
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
Memoacuteria
VL-VESA Local bus
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
Definido pela Intel para estabelecer um padratildeo de barramento de alta performance que permitisse diferenciaccedilotildees na implementaccedilatildeo
Caracteriacutesticas Barramento siacutencrono Arbitragem centralizada 32 ou 64 bits 33 MHz (ou 66MHz na versatildeo 21) Dados e endereccedilos satildeo multiplexados 133 MBs (4 bytes x 33MHz) ateacute 533 MBs (8 bytes x 66
MHz)
Cada controlador permite cerca de 4 dispositivos Plug-and-Play
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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PCI bus - Caracteriacutesticas
Controlador do PCI e interfaces das placas de expansatildeo satildeo independentes (isso natildeo acontece com o VL-bus) Transiccedilatildeo eficiente para futuras geraccedilotildees de
processadores e multiprocessadores Permite que CPUs diferentes usem este
barramento (ex computadores Macintosh) fazendo com que fabricantes de placas de expansatildeo possam vender para qualquer sistema com barramento PCI
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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PCI Bus
Bridge para o ISA ou EISA
EISA bus ou ISA bus
ISA ou EISA slots
DRAM
PCI bus
CPU
BridgeCont de memoacuteria
PCI slots
Cache
LANSCSI
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Barramento - conclusatildeo
Barramentos satildeo basicamente um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior ou seja com a memoacuteria chips da placa-matildee perifeacutericos etc
Para que os perifeacutericos (placas em geral) possam usar esses barramentos eacute necessaacuterio que cada placa (de viacutedeo de som modem aquisiccedilatildeo de dados etc) seja compatiacutevel com um determinado tipo de barramento
Sendo assim para que haja o uso do mesmo eacute necessaacuterio encaixar a placa num conector presente na placa-matildee conhecido por slot Cada barramento possui um forma de slot diferente
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Nos computadores podem co-existir diferentes barramentos como o VLB EISA e o PCI
Existiram os barramentos proprietaacuterios que consistiam em barramentos de geralmente 32 bits que certos fabricantes criaram para a conexatildeo de placas especiais agrave seus produtos O grande problema desses barramentos que foi inclusive o motivo de sua extinccedilatildeo era a falta de padronizaccedilatildeo Ou seja se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante A com um slot proprietaacuterio natildeo poderia conectar neste slot uma placa qualquer de um fabricante B
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Hardware ndash aquisiccedilatildeo de dados
Conclusatildeo 1 ndash Na compra de uma placa de aquisiccedilatildeo de dados considere sempre o tipo de barramento principalmente em sistemas que exigem alta velocidade
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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httpsinenicomnifncdsviewmainpsnn2515langennid1036apdaq
O tamanho do barramento conhecido como comprimento width determina quantos dados poderatildeo ser transferidos de uma uacutenica vez A velocidade desta transferecircncia eacute controlada pelo clock do barramento Clocks altos permitem transferecircncia raacutepida
Hardware ndash placas exemplo
vazatildeo de dados
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Placas de aquisiccedilatildeo - exemplo
PCI
USB Profissional
USB
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Aquisiccedilatildeo ndash software
Antes --------Diferentes fabricantes com diferentes softwares de aquisiccedilatildeo em geral do tipo lsquodedicadorsquo
Hoje----------Padronizaccedilatildeo
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Introduccedilatildeo ao LabVIEW
11 O que eacute o LabVIEW12 Como funciona o LabVIEW13 Utilizaccedilatildeo13 LabVIEW Baacutesico14 Ambiente LabVIEW15 Paleta de Ferramentas16 Paleta de Controle17 Paleta de Funccedilotildees
2 Teacutecnicas21 Conectando objetos 22 Fio Tracejado23 Criar Constantes e Indicadores24 Context Help (ajuda resumida)25 Executar uma VI26 Abrindo e Salvando VIs27 Teacutecnicas para encontrar erros
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo272 Utilizaccedilatildeo do Highlight
Executionlsquo28 Construindo uma VI
281 Painel Frontal282 Diagrama de Blocos
3 Dicas uacuteteis
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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11 O que eacute o LabVIEW
LabVIEW eacute uma linguagem de programaccedilatildeo graacutefica pertencente agrave National Instruments O Acroacutenimo vem de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
A primeira versatildeo surgiu em 1986 para o Macintosh Hoje existem ambientes de desenvolvimento integrado tambeacutem para Windows Linux e Solaris
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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O processo de escrever e compilar um programa era exatamente um conjunto literal de passos que o programador tinha que realizar digitando os comandos
O processo era assim1 Escrever o coacutedigo fonte em um editor de texto2 Salvar o coacutedigo fonte em um arquivo3 Executar um compilador para produzir arquivos de coacutedigo-objeto a partir de coacutedigo-
fonte4 Executar um linkeditor para produzir um arquivo executaacutevel final a partir dos
diversos arquivos de coacutedigo objeto
Atualmente estes passos natildeo mudaram muito mas todas as ferramentas que os programadores costumavam executar a lsquomatildeorsquo estatildeo agora geralmente unidas em um uacutenico pacote de software chamado de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE)
Voltando no tempo
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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12 Como funciona o LabVIEW
LabView fez do conceito de virtual instrument (VI) uma
realidade praacutetica O objetivo em instrumentaccedilatildeo virtual eacute
utilizar um computador de uso geral para imitar
instrumentos reais com seus controles e mostrados
particulares mas acompanhados da versatilidade inerente
de software Ao inveacutes de comprar um registrador um
osciloscoacutepio e uma analisador de espectro vocecirc poderaacute
comprar um conversor analoacutegico digital de alta
performance e utilizar um computador que rodando o
LabVIEW simula todos estes instrumentos O conceito de
VI eacute o fundamento do LabVIEW por isso os programas
escritos no ambiente LabVIEW satildeo chamados de Virtual
Instruments (VI)
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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O principal campo de aplicaccedilatildeo do LabVIEW eacute na teacutecnica de mediccedilatildeo e na Automatizaccedilatildeo A programaccedilatildeo eacute feita atraveacutes do modelo data flow que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisiccedilatildeo de dados e sua manipulaccedilatildeo
O programa natildeo eacute lido por um inteacuterprete mas sim compilado Deste modo a sua performance eacute comparaacutevel com a linguagem de alto niacutevel A sua linguagem graacutefica eacute chamada de G
13 Utilizaccedilatildeo
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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14 LabVIEW Baacutesico
Trecircs passos
1 Familiarizar-se com o ambiente
2 Familiarizar-se com as funccedilotildees LabVIEW
3 Aprender como desenvolver uma aplicaccedilatildeo
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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LabVIEW 71
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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ToolsgtgtAdvancedgtgtEdit Pallete Views
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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terminais como iacutecones
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Tools gtgt Options gtgt
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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15 Ambiente LabVIEWPainel Frontal x Diagrama de Blocos
Ambos lado a lado Repare que Painel Frontal possui fundo cinza enquanto Diagrama de Blocos branco Para que a tela apareccedila neste formato clique em WindowsgtgtTile Left and Right ou simplesmente Ctrl + T
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Menusbull Pull Down Menus
bull LabVIEW Pop-up Menus
WindowsSunHP-UX - Clique no objeto com botatildeo direita do mouse
NOTA Os links podem ser de dois tipos Jump quando a paacuteginainteira eacute substituiacuteda Pop-up quando um janela sobreposta apresenta a informaccedilatildeo desejada e apoacutes fechada retorna a paacutegina que a chamou
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Virtual Instruments (VIs)
Front PanelControles = entradasIndicadores = saiacutedas
Block DiagramAcompanha ldquoprogramardquo Componentes ldquowiredrdquo
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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16 Paleta de ferramentas (tools palette) _ interage tanto no Painel Frontal quanto no Diagrama de Blocos
selecione WindowsgtgtShow Tools PaletteUtilizada para editar as VIs Pressionando a tecla ltTabgt altera-se as ferramentas comumente mais utilizadas na janela ativa Os iacutecones que compotildee esta paleta
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Opera controles e funccedilotildees
Posiciona Objetos
Edita textos
Conecta objetos
Abre a paleta disponiacutevel na janela ativa
Rola a imagem sem a utilizaccedilatildeo da barra de rolagem
Marca breakpoint
Cria pontas de prova
Copia cor
Edita cor
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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DICA Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB
DICA Usar tecla de ESPACcedilOS para trocar entre Operate amp Position no painel frontal e Wire amp Position no diagrama de blocos
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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17 Paleta de Controle (controls palette)selecione WindowsgtgtShow Controls Palette
A paleta de controle consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o painel frontal
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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bull Cada item de uma paleta com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-paleta
bull Por exemplo na paleta Controlsexiste uma sub-paleta Numericonde se podem selecionar diferentes formas de indicadores e controles
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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bull Usando o pino presente no canto superior esquerdo de cada paleta eacute possiacutevel fixar a paleta
bull Esta permaneceraacute no mesmolocal depois do mouse ter deslocado
bull Facilita a colocaccedilatildeo de diversosobjetos da mesma paleta
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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18 Paleta de Funccedilotildees
selecione WindowsgtgtShow Functions Palette
A paleta de funccedilotildees consiste de ferramentas como indicadores e controles e eacute utilizada para editar o diagrama de blocos
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Dataflow Programming
bull Cada funccedilatildeo ou VI soacute eacute executada quandotodas as entradas satildeo conhecidas
bull No LabVIEW natildeo existem variaacuteveis como nas linguagens de programaccedilatildeo de texto
Os fios satildeo as variaacuteveis
bull A cada fio estaacute associado um tipo dedados (inteiro boolean string etchellip)
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Diagrama de Blocos (Fios)
bull Os fios finos representam variaacuteveis escalaresenquanto que arrays de uma dimensatildeo satildeo representados por linhas grossas e arrays deduas dimensotildees por linhas paralelas
bull Waveforms satildeo trilhos marrons
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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bull Os dados numeacutericos satildeo representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros)
bull Booleanas satildeo verdes
bull Strings satildeo rosa
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
000
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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2 Teacutecnicas
Neste toacutepico veremos algumas teacutecnicas para programaccedilatildeo em LabVIEW
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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21 Conectando objetos (somente no diagrama de blocos)
Para conectar um terminal a outro selecione o conecta objetos clique uma vez sobre a saiacuteda do primeiro objeto mova o mouse ateacute a entrada do segundo objeto e clique novamente A definiccedilatildeo para quem eacute o primeiro e quem eacute o segundo objeto independe para o funcionamentoQuando o conecta objetos estaacute sobre um terminal a aacuterea do terminal pisca indicando que o clique liga o fio no terminal Um exemplo de ligaccedilatildeo eacute mostrado na Figura
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Selecionando e apagando fiosPara selecionar um fio escolha a ferramenta posiciona objetos clique sobre o fio e ltdeletegt
22 Fio tracejado
Um fio tracejado representa uma ligaccedilatildeo incompatiacutevel Vocecirc pode ter um fio tracejado por uma seacuterie de razotildees como conectar dois controles ou uma fonte com saiacuteda de dados incompatiacuteveis (por exemplo gerar dados numeacutericos e utilizar indicadores booleanos) Para removecirc-los escolha editgtgtremove bad wires ou simplesmente CTRL + B Natildeo confunda fio tracejado com pontuado O pontuado representa um dado tipo booleano Abaixo um exemplo de fio tracejado (indica erro) ao lado de uma ligaccedilatildeo pontuada
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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23 Criar constantes e Indicadores
Para objetos atuando como entradas ou saiacutedas no diagrama de blocos o LabVIEW possui uma forma de se criar uma constante ou indicador sem a necessidade de utilizar a paleta de funccedilotildees Posiciona-se o mouse sobre o terminal que se deseja criar uma constante ou indicador clica-se com o botatildeo direito do mouse sobre este terminal e seleciona creategtgtcontrol ou creategtgtconstant ou ainda creategtgtindicator
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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24 Context Help (ajuda resumida)
O Context Help eacute uma janela que se pode abrir no LabVIEW que fornece um pequeno resumo sobre qualquer objeto do programa Pode-se abrir o Context Help selecionado HelpgtgtShow Context Help ou atraveacutes Ctrl+H e posionando o mouse sobre o objeto
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25 Executar uma VI
1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Deixar o painel frontal ativo clicando sobre a janela ou escolhendo windowsgtgtshow front painel2 Execute uma VI clicando run button na barra de ferramentas do painel frontal
3 Caso deseje executar repetidamente clique sobre o continuous run button
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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26 Salvando e abrindo VIs
Vocecirc pode salvar uma VI em um arquivo qualquer no diretoacuterio de sua escolha Com o LabVIEW vocecirc tambeacutem tem a opccedilatildeo de salvar vaacuterias VIs em um uacutenico arquivo utilizando a funccedilatildeo SubVI que seraacute apresentada
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27 Teacutecnicas para encontrar erros (debbugging)
271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
AC250 ndash 012013Cristiane A Martins
28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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271 Utilizaccedilatildeo do Probe datalsquo
Uma forma de encontrar erros eacute lendo os sinais em toda a VI Para ler um sinal em um ponto especiacutefico pode-se utilizar uma ponta de prova Probe datalsquo que estaacute disponiacutevel na paleta de ferramentas Basta selecionaacute-lo e clicar sobre o ponto do fio que se quer conhecer o valor
272 Utilizaccedilatildeo do Highlight Executionlsquo
Esta ferramenta permite a visualizaccedilatildeo do fluxo do sinal no diagrama de blocos
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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28 Construindo um VI
Iremos agora construir um VI para simular dados de temperatura e em seguida seraacute realizada a leitura e a conversatildeo de Fahrenheit para Celsius
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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281 Painel frontal ( Como se deseja a visualizaccedilatildeo)
1 No painel frontal selecione FilegtgtNew VI ou na tela de inicializaccedilatildeo clique em New VI
2 Insira um indicador graacutefico selecionando na paleta de controle GraphgtgtWaveform Chart
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Abaixo o Painel frontal agrave direita Repare que no diagrama de blocos aparece a representaccedilatildeo do indicador graacutefico
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir uma VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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Exerciacutecios
1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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2 Construir a VI abaixo
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1 Construir um VI para soma de dois nuacutemeros Quando a soma for negativa acenda um LED
2 Construa um VI que compare dois nuacutemeros e ascenda um LED quando os nuacutemeros forem iguais
3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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2 Construir a VI abaixo
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3 Construa um VI para a equaccedilatildeo trigonomeacutetrica sen2x + cos2x = 1
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2 Construir a VI abaixo
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