labview vs drashboard

7/29/2019 LABVIEW vs DrashBoard

1/19

DEPARTAMENTO DE ELCTRICA Y ELECTRNICA

CARRERA DE INGENIERA ELECTRNICA

ASIGNATURA: INSTRUMENTACIN Y SENSORES

NRC: 4207

INFORME DEL PROYECTO

Profesor: Ing. Diego Bentez

INTEGRANTES

1. Fabricio Guamn

2. Galo Prcel

02/Julio/2013 Sangolqu


2/19

TABLA DE CONTENIDO


3/19

1.TEMA:

Controlar remotamente una aplicacin generada en LabVIEW a travs de un dispositivo mvil pormedio de la aplicacin DrashBoard. A la vez controlar el encendido de una alarma por medio de laadquisicin de la seal de un sensor.

2. OBJETIVOSObjetivo Especifico:

Generar una aplicacin que demuestre lo aprendido en el presente semestre en la materia deInstrumentacin y Sensores, sobre el manejo de sensores, datos analgicos, datos digitales,acondicionamiento, basado en un programa desarrollado en el software grfico LabVIEW,capaz de manejar una interfaz fsica de salida para encender y apagar diodos led segnpatrones predefinidos, manejar un sensor, capturar sus datos y manipularlos, todo esto atravs de una tarjeta de adquisicin de datos (DAQ) y controlado de manera inalmbrica por

un dispositivo externo como una Tablet o telfono inteligente.

Objetivos Especficos:

Aprender la utilizacin del software propio de National Instruments, DashBoard, para controlarde forma inalmbrica la aplicacin desarrollada para nuestro proyecto.

Aplicar los conocimientos adquiridos a lo largo del presente parcial en programacin grfica ycondensarlo en un proyecto prctico que los demuestre.

Conocer y aprender a utilizar de diestra manera el hardware de adquisicin de datos (DAQ)para poder visualizar fsicamente los resultados del programa a generar.

Manejar conocimientos anteriores para poder utilizar un sensor con su respectivo circuito deacondicionamiento, o en este caso, acondicionamiento por software para dar cumplimiento alos requisitos propuestos con respecto al manejo anlogo de seales.

Implementar una solucin ptima al problema planteado y resolverlo cumpliendo losrequerimientos propuestos

3. MARCO TERICO3.1. LabVIEW

LabVIEW (acrnimo de Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) es una plataformay entorno de desarrollo para disearsistemas, con un lenguaje de programacin visual grfico.Recomendado para sistemas hardware y software de pruebas, control y diseo, simulado o real y
http://es.wikipedia.org/wiki/Sistemahttp://es.wikipedia.org/wiki/Programaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistemahttp://es.wikipedia.org/wiki/Programaci%C3%B3n


4/19

embebido, pues acelera la productividad. El lenguaje que usa se llama lenguaje G, donde la Gsimboliza que es lenguaje Grfico.

Los programas desarrollados con LabVIEW se llaman Instrumentos Virtuales, o VIs, y su origenprovena del control de instrumentos, aunque hoy en da se ha expandido ampliamente no slo alcontrol de todo tipo de electrnica (Instrumentacin electrnica) sino tambin a su programacinembebida, comunicaciones, matemticas, etc. Un lema tradicional de LabVIEW es: "La potencia est

en elSoftware", que con la aparicin de los sistemasmultincleo se ha hecho an ms potente.

Figura 1. Interfaz del software LabVIEW.

Entre sus objetivos estn el reducir el tiempo de desarrollo de aplicaciones de todo tipo (no slo enmbitos de Pruebas, Control y Diseo) y el permitir la entrada a la informtica a profesionales decualquier otro campo. LabVIEW consigue combinarse con todo tipo de software y hardware, tanto delpropio fabricante -tarjetas de adquisicin de datos, PAC, Visin, instrumentos y otro Hardware- comode otros fabricantes.

Principales Caractersticas

Su principal caracterstica es la facilidad de uso, vlido para programadores profesionales como parapersonas con pocos conocimientos en programacin pueden hacer programas relativamentecomplejos, imposibles para ellos de hacer con lenguajes tradicionales.

Los programas en LabView son llamados instrumentos virtuales (VIs) Para los amantes de lo

complejo, con LabVIEW pueden crearse programas de miles de VIs (equivalente a millones depginas de cdigo texto) para aplicaciones complejas, programas de automatizaciones de decenasde miles de puntos de entradas/salidas, proyectos para combinar nuevos VIs con VIs ya creados, etc.Incluso existen buenas prcticas de programacin para optimizar el rendimiento y la calidad de laprogramacin.

Presenta facilidades para el manejo de:

Interfaces de comunicaciones:o Puerto serie
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Lenguaje_G&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Lenguaje_G&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Instrumentaci%C3%B3n_electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Softwarehttp://es.wikipedia.org/wiki/Softwarehttp://es.wikipedia.org/wiki/Multin%C3%BAcleohttp://es.wikipedia.org/wiki/Multin%C3%BAcleohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hardwarehttp://es.wikipedia.org/wiki/Puerto_serialhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Lenguaje_G&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Instrumentaci%C3%B3n_electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Softwarehttp://es.wikipedia.org/wiki/Multin%C3%BAcleohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hardwarehttp://es.wikipedia.org/wiki/Puerto_serial


5/19

o Puerto paraleloo GPIBo PXIo VXIo TCP/IP, UDP, DataSocketo Irdao Bluetootho USBo OPC...

Capacidad de interactuar con otros lenguajes y aplicaciones:o DLL: libreras de funcioneso .NETo ActiveXo Multisimo Matlab/Simulinko AutoCAD, SolidWorks, etc

Herramientas grficas y textuales para el procesado digital de seales. Visualizacin y manejo de grficas con datos dinmicos. Adquisicin y tratamiento de imgenes. Control de movimiento (combinado incluso con todo lo anterior). Tiempo Real estrictamente hablando. Programacin de FPGAs para control o validacin. Sincronizacin entre dispositivos.

Figura 2. Ejemplo de una aplicacin en LabVIEW.

3.2. Tarjeta de Adquisicin de Datos
http://es.wikipedia.org/wiki/Puerto_paralelohttp://es.wikipedia.org/wiki/GPIBhttp://es.wikipedia.org/wiki/PXIhttp://es.wikipedia.org/wiki/PXIhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=VXI&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=VXI&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/TCP/IPhttp://es.wikipedia.org/wiki/Irdahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bluetoothhttp://es.wikipedia.org/wiki/USBhttp://es.wikipedia.org/wiki/OPChttp://es.wikipedia.org/wiki/DLLhttp://es.wikipedia.org/wiki/ActiveXhttp://es.wikipedia.org/wiki/Matlabhttp://es.wikipedia.org/wiki/Simulinkhttp://es.wikipedia.org/wiki/Puerto_paralelohttp://es.wikipedia.org/wiki/GPIBhttp://es.wikipedia.org/wiki/PXIhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=VXI&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/TCP/IPhttp://es.wikipedia.org/wiki/Irdahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bluetoothhttp://es.wikipedia.org/wiki/USBhttp://es.wikipedia.org/wiki/OPChttp://es.wikipedia.org/wiki/DLLhttp://es.wikipedia.org/wiki/ActiveXhttp://es.wikipedia.org/wiki/Matlabhttp://es.wikipedia.org/wiki/Simulink


6/19

Laadquisicin de datoso adquisicin de seales, consiste en la toma de muestras del mundo real(sistema analgico) para generar datos que puedan ser manipulados por un ordenador u otraselectrnicas (sistema digital). Consiste, en tomar un conjunto de seales fsicas, convertirlas entensiones elctricas ydigitalizarlasde manera que se puedan procesar en una computadora oPAC.Se requiere una etapa de acondicionamiento, que adecua la seal a niveles compatibles con elelemento que hace la transformacin a seal digital. El elemento que hace dicha transformacin es elmdulo de digitalizacin o tarjeta de Adquisicin de Datos (DAQ).

Cmo se adquieren los datos?

La adquisicin de datos se inicia con el fenmeno fsico o la propiedad fsica de un objeto (objeto dela investigacin) que se desea medir. Esta propiedad fsica o fenmeno podra ser el cambio detemperatura o la temperatura de una habitacin, la intensidad o intensidad del cambio de una fuentede luz, la presin dentro de una cmara, la fuerza aplicada a un objeto, o muchas otras cosas. Uneficaz sistema de adquisicin de datos puede medir todas estas diferentes propiedades o fenmenos.

La capacidad de un sistema de adquisicin de datos para medir los distintos fenmenos depende delos transductores para convertir las seales de los fenmenos fsicos mensurables en la adquisicinde datos por hardware.Transductoresson sinnimo de sensores en sistemas deDAQ. Haytransductores especficos para diferentes aplicaciones, como la medicin de la temperatura, la

presin, o flujo de fluidos.DAQtambin despliega diversas tcnicas de acondicionamiento deSeales para modificar adecuadamente diferentes seales elctricas en tensin.

Figura 3. Proceso de Adquisicin de Datos.

DAQ-6024E


7/19

Figura 4. DAQ-6024E.La DAQ-6024E consta de los siguientes bloques:

Un multiplexor para seleccionar los canales analgicos y el modo de funcionamiento de loscanales de entrada

Un amplificador de instrumentacin de ganancia programable (PGIA) detrs del multiplexor. El

PGIA es el encargado de que al ADC le llegue el nivel de tensin adecuado, que correspondea un margen dinmico de [-5V, 5V].

A continuacin, el convertidor A/D de 12 bits Dos convertidores digital-analog DAC1 y DAC2 para dos salidas analgicas independientes.

La resolucin de los DACs es de 12 bits. Un puerto de 8 entradas digitales Dos contadores

Figura 5. Diagrama de Bloques DAQ-6024E

3.3. DashBoard


8/19

ElDashBoardes unaInterfaz grfica de usuarioque yace tanto en consolas de videojuegos como enalgunos sistemas operativos. Es una interfaz donde el usuario puede administrar el equipo y/osoftware.

Es la interfaz grfica de usuario (paneles de control o tablero de funcionamiento) que permite lautilizacin de una aplicacin o sistema. Estn orientados para que tomadores de decisin puedanvisualizar indicadores de cualquier tipo y poder filtrar de acuerdo a diversos criterios.

Figura 6. DashBoard y LabVIEW.

3.4. Sensor SHARP 2Y0A21

El sensor de distancia producidos por Sharp es una solucin popular y relativamente baja para medirla distancia. El sensor puede ser usado tambin para medir la bondad o de color (en forma muylimitada).

Figura 7. Sensor SHARP.

En el presente experimento se utilizar el modelo de 2YOA21 y son las caractersticas de estesensor:

1. Distancia mnima de medicin 10 cm2. Medida de la distancia mxima 80cm

3. Sensor infrarrojo de proximidad

4. Salida analgica inversamente proporcional a la distancia

5. Voltaje de alimentacin operativo = 4,5 V a 5,5 V

6. Tiempo de respuesta = 38 10 ms.
http://es.wikipedia.org/wiki/Interfaz_gr%C3%A1fica_de_usuariohttp://es.wikipedia.org/wiki/Interfaz_gr%C3%A1fica_de_usuario


9/19

Es evidente que existen varias versiones de sensores que son capaces de medir las distancias mscortas o ms largas, dependiendo de las necesidades. Ejemplos de sensores son los siguientes:

Distancia agudo GP2D120 Sensor (4-30cm); Distancia del sensor de Sharp GP2Y0A21 (10-80cm); Distancia del sensor de Sharp GP2Y0A02 (20-150cm).

La seal de datos del sensor 2YOA21 se enva en forma analgica. La salida analgica vara de 3.1Va 10 cm a 0,3 V a 80 cm.Diagrama de Bloques

Figura 8. Diagrama de Bloques Sensor SHARP.

Diagrama de Tiempos

Figura 9. Diagrama de Tiempos Sensor SHARP.

Relacin Voltaje-Distancia


10/19

Tenemos la curva que especifica la relacin entre la distancia medida y la tensin de salidade 2YOA21 sensor.

Figura 10. Grafica Voltaje vs Distancia.

Alineacin del Sensor

En la hoja de datos, el fabricante nos recomienda cmo alinear correctamente, el sensor de distanciade la superficie medida. A continuacin se presenta a travs de dos imgenes de cmo hacer eso.

Figura 11. La alineacin correcta de la superficie que se evalan


11/19

Figura 12. La alineacin apropiada de las superficies en movimiento.

Antes de poner en funcionamiento el juguete hay que tener en cuenta los siguientes consejos:

Se debe mantener limpia la lente del sensor. El polvo, agua, aceite y otros contaminantes sepueden deteriorar las caractersticas de este dispositivo

Cuando se utiliza una cubierta protectora sobre el emisor y el detector, asegrese de cubrireficientemente transmite la luz en toda la gama de longitudes de onda de los LED ( = 850 nm 70 nm). Ambos lados de la cubierta de proteccin debe ser muy pulido

Objetos en las proximidades del sensor puede provocar reflexiones que pueden afectar elfuncionamiento del sensor

Las fuentes de luz de alta temperatura ambiente (el sol o la luz artificial) pueden afectar lamedicin. Para mejores resultados, la aplicacin debe estar diseada para evitar lainterferencia de la luz solar o luz artificial

Usando el sensor con un espejo puede inducir a errores de medicin. A menudo, cambiar elngulo de incidencia en el espejo puede corregir este problema;

El fabricante recomienda un condensador de derivacin 10 mF (o ms) entre VCC y GNDcerca del sensor.

4. EQUIPO Y MATERIALESMateriales

Resistencias 330 Leds Cable Sensor SHARP 2Y0A21

Herramientas

Tarjeta de Adquisicin de Datos Computador con el programa LabView Multmetro Proto Board Fuentes de energa Accesorios en general para montaje de circuitos en Proto Board


12/19

5. PROCEDIMIENTO5.1. Primero se procedi a instalar la aplicacin DrashBoard en un telfono celular con sistema

android. El inconveniente que se tuvo en este primer paso, es que la interfaz que proporcionadicha aplicacin a un telfono celular, solo nos permite ubicar indicadores, no controladores.

Entonces como segunda opcin se decidi instalarla en un IPAD. La interfaz que proporcionoDrashBoard fue rotundamente mejor que la interfaz en un telfono celular, ya que dispona deuna gran variedad de indicadores as como controladores, lo cual se necesitaba para laimplementacin de este proyecto.

5.2. Para la interaccin de la aplicacin DrashBoard con la aplicacin desarrollada anteriormenteen LabVIEW, se tuvo que a la aplicacin en LabVIEW pasarla a formato *.lvproj, es decir crearun proyecto.

La razn de este cambio, es que se necesitaba crear una librera con extensin *.lvlib parapoder invocar variables, las cuales serian el enlace entre DrashBoard y LabVIEW.

Figura 13. Variables del Proyecto.

5.3. Una vez creadas las variables y conectadas en las respectivas posiciones del programa. Se

procede con la ejecucin del programa. Al momento de correr el programa, se abre un cuadrode dialogo, el cual nos indica la direccin IP de la PC. Dicha direccin IP debemos introducirlaen la aplicacin DrashBoard para conectar la aplicacin ubicada en el IPAD, en este caso, conla PC.


13/19

Antes de proceder con la ejecucin del programa, se debe desactivar los Firewall, ya que si nose lo hace la aplicacin DrashBoard no podr conectarse con la PC.

5.4. Realizado todos lo pasos anteriores, ya se podr controlar la aplicacin desarrollada en ellenguaje grafico de LabVIEW a travs del IPAD por medio de la aplicacin DrashBoard.

5.5. La aplicacin en LabVIEW, controla el encendido de un arreglo de 8 leds. Este control eravisible en la pantalla de la PC. Ahora no solamente queremos que se visualice en la PC, sinoque tambin lo podamos visualizar fsicamente, es decir en el ProtoBoard.

Para lograr este objetivo, se utilizo una tarjeta de adquisicin de datos (DAQ), la cual se laconecta a la PC por medio de USB. Tiene puertos tanto analgicos como digitales, los cualesse los puede usar como entrada o salida.

Un inconveniente que se presento es que al momento de conectar la DAQ a la PC, no lareconoca. Entonces se reinicio el ordenador y la DAQ se la conecto en otro puerto que si lareconociera.

5.6. Una ves que la PC reconoci la DAQ, se abri la aplicacin en LabVIEW y se utilizo el moduloDAQ Assistant. Este es empleado para realizar la captura y envi de seales a travs de latarjeta de adquisicin de datos, es decir nos permite configurar la DAQ tanto los puertos pordonde va a entrar o salir la seal, como que tipo de seal vamos a adquirir o enviar. En estecaso vamos a enviar una seal digital.


14/19

5.7. Una ves seleccionado el modulo DAQ Assistantse abre una ventana auxiliardonde vamos a configurar la DAQ. Seleccionamos Generate Signals - > Digital Output ->Port Output.

5.8. Se ha configurado la DAQ como salida de seale digitales a travs del puerto0. La DAQ quese utilizo posee dos puertos para seales digitales, port0 y port1. Se escogi el port0 ya quetiene 8 pines, los cuales necesitamos para el arreglo de 8 leds del programa. El port1 tan solotiene 5 pines.

Al momento de terminar la configuracin se genera un objeto en el Block Diagram, el cualrepresenta nuestra DAQ.


15/19

5.9. Como ultimo paso solo queda conectar al DAQ Assistant el objeto que se desea enviar, eneste caso nuestro arreglo de leds. Si observamos, el DAQ Assistant recibe como entrada undato numrico, y el arreglo de leds es un arreglo boleano. Entonces primeramente se debetransformar ese arreglo boleano a un arreglo numrico y por ultimo construir nuestro arreglopara conectar la data al DAQ Assistant.

5.10. Como en nuestro programa dependiendo de la posicin de los cursores los leds se enciendende una u otra manera, El diagrama presentado anteriormente se lo debe realizar en cadacaso.

5.11. Para la parte de la alarma, se utilizo un sensor de proximidad, el SHARP 2Y0A21. La seal de

datos del sensor 2YOA21 se enva en forma analgica. La salida analgica vara de 3.1V a 10cm a 0,3 V a 80 cm.

5.12. Para adquirir la seal analgica del sensor, de igual manera se utilizo la DAQ, pero en estaocasin la debemos configurar como entrada de datos. Para esto nos vamos a ayudar delDAQ Assistant.

Una ves ingresado al modulo del DAQ Assistant, seleccionamos Acquire Signals -> AnalogInput -> Voltage.


16/19

5.13. Una ves adquirida la seal del sensor, utilizamos el objeto Convert from dynamic datapara laseal adquirida transformarla a un dato de tipo numrico, en este caso doubl, pata tenermayor precisin. Por ultimo mandamos a graficar la seal en un chartpara visualizar y poderanalizarla.

5.14. Para determinar la relacin de voltaje y distancia, nos basamos en el datasheet del sensorSHARP. Pero en este caso, ser la relacin inversa, ya que nuestra variable independiente es

el voltaje y nuestra variable dependiente es la distancia. Tomamos varios puntos del datasheetpara realizar una grafica e interpolar para obtener una ecuacin que se acerque a la real. Eneste caso se utilizo una interpolacin polinmica de orden 4.

Voltaje

[V]

Distancia

[cm]

3,15 6


17/19

3,00 7

2,75 8

2,30 10

1,65 15

1,30 20

1,10 25

0,90 30

0,81 35

0,71 40

0,68 45

0,60 50

0,55 55

0,50 60

0,49 65

0,42 70

0,41 75

0,40 80

5.15. Para implementar la ecuacin de la curva en LabVIEW a la seal adquirida, nos ayudamos delobjeto Formula Node, ya que por medio de las funciones numricas se utilizaba muchosobjetos para implementar la ecuacin.

5.16. Ya obteniendo el valor de la distancia a partir del voltaje, dicho valor se lo compara con elvalor que se ingresa o controla en el IPAD mediante la aplicacin DrashBoard, para as activaro desactivar la alarma.


18/19

Mientras que la distancia que marca el sensor sea mayor a la distancia de control, la alarmaestar desactivada; caso contrario se activara.

Para poder visualizar la distancia de control como la que marca el sensor, ambos valores selos conecto a indicadores para poder tener una apreciacin de cuando se activara la alarma.

5.17. La activacin de la alarma no ser auditiva, en cambio ser visual mediante una secuencia deencendido y apagado de la matriz de los 8 leds. Las opciones que tiene nuestro programapara las diferentes secuencias son parpadeo, izquierda a derecha, derecha a izquierda, centroa extremos y extremos a centro.

La eleccin del tipo de alarma se lo realiza mediante una lista donde se encuentran todas lasopciones. Dicha lista se encuentra en la interfaz del IPAD.

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se desarroll una aplicacin capaz de manejar datos digitales, anlogos, sensores, y todo esto deforma inalmbrica a travs de software, desarrollado en LabVIEW para cumplir los requerimientos

planteados y hacerlo de forma ptima. Se comprendi la correcta forma de utilizar el software DashBoard para el control inalmbrico de

aplicaciones realizadas en LabVIEW y aplicarlo a nuestro proyecto Se gener en un solo proyecto el acoplamiento de todo lo aprendido a lo largo del presente

semestre para solucionar los problemas y requerimientos planteados por los mismos Conseguimos utilizar de forma ptima el hardware de adquisicin de datos para la correcta

implementacin del proyecto realizado Se recomienda el generar e ir comprobando por etapas, el proyecto, y su correcto funcionamiento

para que no existan problemas al avanzar con el mismo Se recomienda realizar e implementar el concepto de programacin modular para realizar el

proyecto, ya que de esta manera podemos realizar la correccin de errores por partes y no comoun todo, facilitando esta tarea en caso de ocurrir algn fallo.

Se recomienda siempre buscar la alternativa ms ptima para desarrollar aplicaciones y una vezteniendo estas en claro, proceder a la implementacin y desarrollo del proyecto.

7. BIBLIOGRAFA Annimo, LabVIEW, http://es.wikipedia.org/wiki/LabVIEW, Extrado el da lunes 01 de julio del

2013.


19/19

Rosell, F., La Tarjeta de Adquisicin de Datos DAQ-6024E,http://www.uib.es/depart/dfs/GTE/staff/jfont/InstrETI/daq6024e.pdf, Extrado el da lunes 01 de juliodel 2013.

Annimo, Adquisicin de datos, http://es.wikipedia.org/wiki/Adquisici%C3%B3n_de_datos,Extrado el da lunes 01 de julio del 2013.

Annimo, SHARP GP2Y0A21YK0F, http://www.sharpsma.com/webfm_send/1489, Extrado el dalunes 01 de julio del 2013.

labview vs drashboard

Documents