Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Terminated in academic year 2020/2021

Virtuální instrumentace I

Typ studia bakalářské
Jazyk výuky čeština
Kód 450-2028/02
Zkratka VI1
Název předmětu česky Virtuální instrumentace I
Název předmětu anglicky Virtual Instrumentation I
Kreditů 4
Garantující katedra Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství
Garant předmětu prof. Ing. Petr Bilík, Ph.D.

Subject syllabus

Přednášky:
Virtuální instrumentace jako obecný trend vývoje měřicí techniky, architektura automatizovaného měřicího systému, fáze procesu měření a jejich podpora softwarovými prostředky, členění vývojových prostředků pro vývoj aplikací v oblasti měření, základní filosofie vývojových prostředí používajících principů grafického programování.

Úvod do vývojového prostředí LabVIEW, grafický programovací jazyk G, základní principy grafického programování a jeho historie, virtuální přístroj jako základní modul aplikace vytvářené programovacím grafickým G jazykem a jeho základní části, filozofie běhu programu řízeného tokem dat, ladicí prostředky integrované ve vývojovém prostředí - krokování, vizualizace toku dat, nasazování sond, nasazování bodu přerušení.

Grafické rozhraní k uživateli - čelní panel virtuálního přístroje, objekty čelního panelu, jejich výběr a členění, editor čelního panelu a jeho editační možnosti, práce s nástroji při tvorbě čelního panelu, roletová menu objektů čelního panelu, datové typy a struktury spojené s objekty čelního panelu, módy objektů čelního panelu - ovládací a indikační.

Blokový diagram virtuálního přístroje a jeho tvorba, koncové bloky, uzlové bloky, definice datových cest, programové struktury a jejich grafická reprezentace - cyklus typu FOR, cyklus typu WHILE, přepínač, sekvence, blok matematického výrazu, indexace ve vstupních a výstupních tunelech, posuvné registry, polymorfismus funkcí.

Strukturované datové typy v LabVIEW a jejich reprezentace na čelním panelu virtuálního přístroje, indikátory grafů v grafickém prostředí a jejich členění, grafy registrační a statické, grafy dvou a trojrozměrné, datové struktury spojené s indikátory grafů a jejich programové vytváření.

Nastavování vlastností běhu virtuálního přístroje - volby spojené s podobou okna virtuálního přístroje, nastavení voleb pro běh přístroje, vytváření dialogových oken pomocí voleb pro běh virtuálního přístroje, paralelismus v LabVIEW a priorita provádění jednotlivých částí blokového diagramu, používání funkce WAIT pro řízení priority provádění částí blokového diagramu.

Obecná struktura aplikace složené z podřízených úloh, u nichž není požadováno paralelní provádění těchto úloh, sdílená datová oblast a předávání dat přes tuto oblast, globální proměnná a její použití při vytváření rozsáhlejších aplikací, módy globální proměnné.

Uzly vlastností v blokovém diagramu pro programové ovládání vlastností objektů čelního panelu - použití pro jednoduché objekty - programové řízení viditelnosti, povolení přístupu uživatele k objektu, programové dotvoření nabídky objektu typu textové nabídky, uzly vlastností spojené s grafy, volba položek a módu v uzlu vlastností.

Textové řetězce, prvky čelního panelu pracující s textovými řetězci, módy zobrazení, práce s textovými řetězci - úprava, nahrazování, vyhledávání, formátování do textového řetězce, skenování z textového řetězce, funkce pro formátování a skenování, funkce pro převod textového řetězce do pole a zpět.

Archivace dat v souborech a funkce pro práci se soubory, komplexní funkce a práce s nimi, elementární funkce a jejich použití při práci se soubory, zachycování dat z čelního panelu po doběhnutí virtuálního přístroje a práce s nimi, typy souborů a práce s nimi.

Uživatelsky definované objekty čelního panelu a způsob jejich vytváření v editoru objektů, definování a modifikace jednotlivých částí objektu, náhrada stávajícího objektu novým, doplnění knihovny objektů novým, dotváření čelního panelu importem grafiky, možnost animace objektů na čelním panelu.

Chybový cluster a jeho význam pro řízení sekvenčnosti práce s měřicím přístrojem a pro zamezení pokračování při chybě. Programovací techniky přispívající k efektivitě běhu aplikace vytvořené v grafickém vývojovém prostředí LabVIEW, práce s reprezentacemi dat.

Aplikace grafických programových struktur při řešení vybraných problémů - využití posuvných registrů v iteračních výpočtech a v numerických metodách, řešení diferenciálních rovnic využitím posuvných registrů. Informace o obslužných programech pro měřicí přístroje, přístrojovém ovladači.
VI II. Základní poznatky.

Projekty:
Softwarová aplikace v jazyce G zaměřená do měřicí techniky.

Laboratoře:
Lab. 1:
Úvod do vývojového prostředí LabVIEW, grafický programovací jazyk G, základní principy grafického programování, princip Data Flow a jeho implementace v grafickém programovacím jazyce G, modulární programování, ladicí prostředky prostředí LabVIEW.
Lab. 2:
Řídící programové struktury jazyka G, cykly FOR a WHILE, SHIFT registry a jejich použití pro implementaci algoritmu plovoucího průměru.
Lab. 3:
Pole, indexace polí, autoindexace v cyklech, polymorfismus funkcí.
Lab. 4:
Záznamy (clusters), funkce pro práci se záznamy.
Lab. 5:
Grafy, typy grafů, datové struktury pro grafy a práce s nimi.
Zadání samostatné práce.
Lab. 6:
Rozhodování, CASE řídicí struktura, Formula Node, Stringy a práce s nimi, soubory, typy datových souborů, práce se soubory.
Lab. 7:
Použití uzlů vlastností pro programové ovládání vlastností objektů čelního panelu .
Lab. 8:
Práce s řetězci, úprava, nahrazování, vyhledávání, formátování do/skenování z řetězců.
Lab. 9:
Aplikace složená z více úloh a předávání dat mezi jejími částmi s využitím globální proměnné.
Lab. 10:
Práce se soubory, ukládání dat do textového souboru ve formátu vhodném pro import do tabulkového procesoru a vyčítání těchto souborů.
Lab. 11:
Vytváření dialogových oken a využití voleb běhu virtuálního přístroje, řízení priority při provádění jednotlivých částí blokového diagramu .
Lab. 12:
Řešení semestrálního projektu.
Lab. 13:
Řešení semestrálního projektu.
Lab. 14:
Vyhodnocení samostatné práce, test, zápočet.

Literature

[1] VLACH, Jaroslav; HAVLÍČEK, Josef a VLACH, Martin. Začínáme s LabVIEW. Ilustroval Viktorie VLACHOVÁ. Praha: BEN - technická literatura, 2008. ISBN 978-80-7300-245-9.

[2] WITTASSEK, Tomáš. Virtuální instrumentace I. Učební text. Ostrava: VŠB-TUO, 2012

[3] JENNINGS, Richard a DE LA CUEVA, Fabiola. LabVIEW graphical programming. 5th ed. Mechanical engineering. New York: McGraw-Hill, 2020. ISBN 978-1-260-13526-8 .

[4] BLUME, Peter A. The LabVIEW style book. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2007, xxi, 372 s. ISBN 978-0-13-145835-2.

Advised literature

[1] JOHNSON, Gary W. a JENNINGS, Richard. LabVIEW graphical programming. 4th ed. New York: McGraw-Hill, c2006. ISBN 0-07-145146-3.

[2] BRESS, Thomas J. Effective LabVIEW programming. 1st ed. Allendale: NTS Press, 2013. ISBN 978-1-934891-08-7