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Exercicios resolvidos a respeito do LABWIEW
Tipologia: Exercícios
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Figura 1. Geração de um sinal senoidal TABELA 1: VARIAÇÃO DE AMPLITUDE E FREQUÊNCIA.
Variando os valores de frequência e amplitude de acordo com a tabela acima observamos os seguintes sinais:
Utilizando o cursor em um ponto aleatório ficamos com:
Note que os valores condizem no que diz respeito a forma de onda senoidal( ) pois para temos:
Que condiz com o valor que medimos nesse ponto através do cursor. Para gerar esse sinal, primeiramente adicionamos os controles numéricos disponíveis no painel frontal e os chamamos de frequência, fase e amplitude para manipular os parâmetros que seriam passados à simulação do sinal. Para a simulação do sinal encontramos, na aba do diagrama de blocos, as funções e na categoria. Para o offset definimos a constante numérica 0 e adicionamos um botão de reset. Após esses processos adicionamos o Waveform Graph disponível no painel frontal no destino
. Após construirmos essa estrutura, envolvemos a mesma em um laço.
3.3. Definir a frequência de amostragem para 8000 Hz. Um total de 128 amostras que mede a duração do tempo de 15,875 ms (milissegundos) são geradas. Notar que quando os parâmetros são mudados, o sinal modificado é apresentado instantaneamente na janela de gráfico Result Preview. Figura 10: Diagrama de Blocos da geração de sinal e sistema de amplificação usando Express VIs. 3.4. Colocar o Scaling and Mapping Express VI ( Functions → Arithmetic & Comparison → Scaling and Mapping ) para amplificar ou dimensionar este sinal simulado. Quando o seu diálogo de configuração é aberto, veja a Figura 6, escolha Linear (Y = mx + b) e digite 5 em Slope (m) para escalar o sinal de entrada de 5 vezes. 3.5. Conectar o terminal Sine do Simulate Signal Express VI ao terminal Signals do Scaling and Mapping Express VI. Notar que um fio que tem um tipo de dados dinâmico é criado. 3.6. Exibir o sinal de saída colocando um gráfico de forma de onda Waveform Graph ( Controls → Graph Indicators → Waveform Graph ) no Painel Frontal. O gráfico de forma de onda também pode ser criado clicando com o botão direito do mouse no terminal Scaled Signals e escolhendo Create → Graph Indicator a partir do menu de atalho.
no Waveform Graph e selecione X Scale, em seguida, desmarque Loose Fit a partir do menu de atalho. Observar o gráfico da forma de onda 3.10. Se a trama é executada muito rapidamente, um atraso pode ser colocado no While Loop. Para fazer isso, coloque um tempo de atraso Time Delay Express VI ( Functions → Execution Control → Time Delay ) e defina o tempo de atraso de 0,2 na janela de configuração. Desta forma, a execução do loop é atrasada em 0,2 segundos no diagrama de blocos mostrado na Figura 1. Embora este sistema seja executado com êxito, o não controle da frequência e ganho de sinal está disponível durante a sua execução uma vez que todos os parâmetros são definidos nos diálogos de configuração das Express VIs. Para ganhar essa flexibilidade algumas modificações precisam ser feitas. 3.11. Para alterar a frequência em tempo de execução, colocar um controle deslizante vertical Vertical Pointer Slide Control (Controls → Numeric Controls → Vertical Pointer Slide) no Painel Frontal e conecte-o ao terminal de frequência do Simulate Signal Express VI. O controle é rotulado como frequência. O Express VI pode ser redimensionado para mostrar mais terminais no nó expansível inferior. Redimensionar a VI para mostrar um terminal adicional abaixo do terminal Sine .Em seguida, clicar sobre este novo terminal, error out por padrão, para selecionar a frequência na lista de terminais indicado. 3.12. Substituir o Scaling and Mappin Express VI por um multiplicador de função Multiply function (Functions → Arithmetic & Comparison → Express Numeric → Multiply). Colocar outro controle deslizante vertical Vertical Pointer Slide Control e conecte-o ao terminal Y do multiplicador de função para ajustar o ganho. Este controle é rotulado como ganho. Estas modificações são ilustradas na Figura 7.
Figura 12: Diagrama de Blocos da geração de sinal e sistema de amplificação com controles. 3.13. Definir no Painel Frontal o intervalo máximo de cada controle deslizante para 1000 para a frequência de controle e 5 para o controle de ganho, respectivamente. Além disso, definir o padrão dos valores para esses controles a 200 e 2, respectivamente. 3.14. Ao executar esse VI modificado observar que os dois sinais são exibidos com a mesma etiqueta uma vez que a fonte desses sinais, isto é, o terminal Sine do Simulate Signal Express VI , é o mesmo. Além disso, devido ao recurso de escala automática ( autoscale) do gráfico de forma de onda Waveform Graph , o sinal escalado aparece inalterado, enquanto o eixo Y do gráfico de forma de onda Waveform Graph muda de forma adequada. Salvar a tela da VI, neste caso. 3.15. Modificar as propriedades do gráfico de forma de onda Waveform Graph. Para desativar o recurso de escala automática clicar com o botão direito do mouse no gráfico de forma de onda Waveform Graph e desmarque Y Axis → AutoScale Y. A escala mínima e máxima também pode ser ajustada. Neste exemplo -600 e 600 são utilizados como os valores mínimo e máximo, respectivamente. Isto é feito modificando os valores máximos e mínimos de escala do eixo Y com a ferramenta Labeling. Se o modo de seleção automática da ferramenta é habilitado, basta clicar no máximo ou no mínimo da escala eixo Y para entrar com qualquer valor da escala desejada. Para modificar os símbolos exibidos na legenda do gráfico, clicar com o botão direito do mouse e escolha Ignore Attributes. Em seguida, edite os rótulos para ler Original e Scaled usando a ferramenta Labeling. Alterando as propriedades do gráfico de forma de onda também pode ser realizado usando as suas propriedades caixa de diálogo. Esta
4.1. Depois de criar um VI em branco, colocar um While Loop ( Functions → Execution Control → While Loop ) no Diagrama de Blocos, que podem precisar ser redimensionado posteriormente. Para fornecer o sinal fonte do sistema, colocar um gerador de função básico Basic Function Generator VI (Functions → All Functions → Analyze → Waveform Generation → Basic Function Generator) dentro do While Loop. Para configurar os parâmetros do sinal, os controles adequados e constantes devem ser interligados. Para criar um controle para o tipo de sinal, clique com o botão direito do mouse no terminal tipo de sinal do gerador de função básico Basic Function Generator VI e escolha Create → Control a partir do menu de atalho. Notar que um enumerado (Enum) tipo de controle para o sinal fica localizado no Painel Frontal. Quatro itens, incluindo seno, triângulo, quadrada e dente de serra estão listados neste controle. 4.2. Clicar com o botão direito do mouse no terminal de amplitude, e escolha Create → Constant no menu de atalho para criar uma constante de amplitude. Digitar 100 na caixa de constante numérica para definir a amplitude do sinal. De modo a configurar a amostragem de frequência e o número de amostras, criar uma constante no terminal de amostragem de informação clicando com o botão direito do mouse e escolhendo Create → Constant no menu de atalho. Isto cria uma constante de aglomerado que inclui dois números constantes. O primeiro elemento do conjunto mostrado na caixa superior representa a frequência de amostragem e o segundo elemento mostrado na caixa inferior representa o número de amostras. Entrar com 8000 para a frequência de amostragem e 128 para o número de amostras. Note que os mesmos parâmetros foram utilizados na seção anterior. 4.3. Alternar para o Painel Frontal pressionando <Ctrl + E> e colocar dois controles deslizantes verticais Vertical Pointer Slide Control no Painel Frontal, escolhendo Controls → Numeric Controls → Vertical Pointer Slide. Renomeiar os controles para frequência e ganho, respectivamente. Definir o máximo valor da escala em 1000 para o controle de frequência e em 5 para o controle de ganho. Os controles deslizantes criam ícones correspondentes no Diagrama de Blocos. Certificar-se de que os ícones estão localizados dentro do While Loop. Se não, selecione os íconese arraste-os para dentro do While Loop. O controle de frequência deve ser ligado para o terminal de frequência do gerador de função básico Basic Function Generator VI , a fim de ser capaz de ajustar a frequência em tempo de execução. O controle de ganho é usado em um estágio posterior. 4.4. A saída do gerador de função básico Basic Function Generator VI aparece na forma de onda do tipo de dados. A forma de onda do tipo de dados é um conjunto especial que agrega três componentes (t0 , dt , e Y) em conjunto. O componente t representa o tempo de disparo da forma de onda, dt o intervalo de tempo entre duas amostras, e Y os valores dos dados da forma de onda. 4.5. O sinal gerado necessita ser dimensionado com base no fator ganho. Isto é feito usando uma função multiplicadora Multiply Function (Functions → Arithmetic & Comparison → Express Numeric→ Multiply) e um segundo controle deslizante vertical, com o nome de ganho. Conectar a forma de onda gerada de saída do terminal Signal Out do gerador de função básica Basic Function Generator VI ao terminal X
Figura 15: Geração de sinal e sistema de amplificação usando Regular VIs. 4.9. O tipo de dados de forma de onda não é aceito por todas as funções ou subVIs. Para lidar com este problema, a componente Y (valor de dados) do tipo de dados da forma de onda é extraída para se obter o sinal de saída como um conjunto de amostras de dados. Isto é feito através da colocação de uma função para obter componentes de onda Get Waveform Components (Functions → All Functions → Waveform → Get Waveform Components). Em seguida, ligar o terminal de saída do sinal do gerador de função básico Basic Function Generator VI para o terminal de forma de onda para obter os componentes da função da forma de onda. Clicar em t0, o terminal padrão, da função Get Waveform Components e escolha Y como a saída para extrair os valores de dados a partir dos dados da forma de onda tipo, ver Figura 10. Os passos restantes são os mesmos daqueles para a versão mostrada na Figura 9. Nesta versão, contudo, o sinal processado é uma variedade de precisão dupla de amostras.
Figura 16: Tipo de dados correspondentes. 4.10. Comparar o sistema de geração do sinal usando Express VI com o sistema usando Regular VI. Os procedimentos e os blocos lógicos utilizados nesse sistema são basicamente os mesmos da questão anterior. O que mudará é que agora usaremos a função Basic Function Generator , que pegará outros parâmetros que serão levados em consideração em relação à geração do sinal que influenciarão no processo de amostragem. Utilizamos ainda o Build Array que consiste em um vetor que armazena valores de duas formas de ondas. Realizando os processos descritos no roteiro de construção do sistema exibidos acima ficamos com o resultado:
Com relação aos próximos procedimentos apenas mudamos a forma de utilizarmos o Basic Function Generator de forma a obtermos uma maior precisão e maior compatibilidade. Ficamos com o resultado:
