Inhaltsverzeichnis LabVIEW – Praxiseinstieg

1. Einführung 5
1.1. System installieren 5
2. Grundlegendes 6
2.1. Frontpanel und Blockdiagramm 6
2.2. Die fünf wichtigsten Fenster und das Fehlerfenster 6
2.3. Details der wichtigsten Fenster 9
3. Datentypen und ein erstes Programm 10
3.1. Numerische Datentypen 10
3.1.1. Erzeugen eines Eingabeelements 11
3.1.2. Darstellung der Symbole der Frontpanelelemente im Blockdiagramm 12
3.1.3. Einfache Berechnungen 13
3.2. Strings oder Zeichenketten 14
3.3. Boolesch 14
3.4. Weitere Datentypen 14
3.5. Umwandlung von Daten in einen anderen Datentyp 14
3.6. Konstanten 15
3.7. Hallo, Welt! 16
3.7.1. Hinweis zur Drahtspule 17
4. Einfache Frontpanelelemente 17
4.1. Umwandlung von Ein-/Anzeigeelementen und Konstanten 17
4.2. Konfiguration numerischer Frontpanelelemente 19
4.3. Skalierung von Anzeigeinstrumenten 22
4.4. Listenfelder 22
4.5. Konfigurieren eines Schalters 23
4.5.1. Schaltverhalten 23
4.5.2. Boolescher Text 24
5. Entscheidungsstrukturen 25
5.1. Funktion Auswählen 25
5.1.1. Auswählen in einem Programm 26
5.1.2. Beispiel zur Funktion Auswählen 26
5.2. Funktion Case-Struktur 27
5.3. Case-Struktur für boolesche Werte 28
5.4. Case-Struktur für numerische Daten 28
5.5. Case-Struktur für Strings 30
5.6. Häufige Fehler bei Case-Strukturen 31
5.6.1. Syntaxfehler 31
5.6.2. Fehlerhafter Case 31
5.6.3. Keine Ausgangsgröße 31
6. Arrays 32
6.1. Eindimensionale Arrays 32
6.1.1. Verändern der Array-Darstellung 34
6.2. Array-Funktionen (eindimensional) 35
6.2.1. Array-Länge 35
6.2.2. Array indizieren 35
6.3. Mehrdimensionale Arrays 36
6.3.1. Arrays verknüpfen 36
6.3.2. Arrays beliebigen Typs 38
6.3.3. Zweidimensionales Array im Frontpanel 39
6.4. Array-Funktionen (mehrdimensional) 40
6.4.1. Transponieren 40
6.4.2. Array indizieren 41
6.4.3. Rechnen mit einem Array 41
7. Cluster 41
7.1. Erstellen und Zerlegen eines Clusters 42
7.2. Cluster als Frontpanelelement 42
7.3. Ändern einzelner Werte in einem Cluster 43
7.4. Umwandlung von Cluster in Arrays und Arrays in Cluster 43
7.5. Error-Cluster 44
8. Strings 45
8.1. Eingabe und Ausgabe 45
8.1.1. Verschiedene Darstellungsformen von Strings 45
8.2. String-Funktionen 46
8.2.1. String-Länge und String verknüpfen 47
8.2.2. Muster suchen und String suchen und ersetzen 48
8.2.3. Teil-String 49
8.3. Praxisanwendungen 49
8.3.1. Auswertung eines typischen Messgeräte-Strings 49
8.3.2. String-Format für Excel-Datei 51
9. Schleifen 52
9.1. For-Schleifen 52
9.2. While-Schleife 54
9.3. Die For-While-Schleife 55
9.4. Ein- und Ausgabe in Schleifen 55
9.5. Beispiele 57
9.5.1. Grafische Ausgabe von Arrays 57
9.5.2. Summe der arithmetischen Reihe 58
9.5.3. Erstellen einer ASCII-Tabelle 58
9.5.4. Aufstellen einer Einheitsmatrix 59
10. Schieberegister 59
10.1. Grundelemente des Schieberegisters 59
10.2. Highlight-Modus 60
10.3. Nicht initialisierte Schieberegister 60
10.4. Gestapelte Schieberegister 61
10.5. Schieberegister in Form von Rückkopplungsknoten 62
10.6. Beispiele 62
10.6.1. Flankenerkennung 62
10.6.2. Summenzeichen auswerten 63
10.6.3. Erstellen eines Arrays mit allen geraden Zahlen von 2 bis 100 63
11. Unterprogramme 64
11.1. Erstellen eines Unterprogramms 64
11.2. Automatisches Erstellen eines Unterprogramms im Hauptprogramm 67
11.3. Modi beim Aufrufen eines Unterprogramms 68
11.3.1. Frontpanel des Unterprogramms bei Aufruf öffnen 68
11.3.2. Ablaufinvariante Ausführung eines Unterprogramms 69
12. Grafische Frontpanelelemente 70
12.1. Signaldiagramm und Signalgraph 71
12.1.1. Skalierung der Y-Achse: 73
12.1.2. Skalierung der X-Achse 74
12.1.3. Darstellung von zwei oder mehreren Kurvenzügen 74
12.2. XY-Graph 75
12.2.1. XY-Graphik für mehrere Graphen 77
12.3. Anwendung: Signaldarstellung mit Zeitstempel 77
12.4. Eigenschaftsknoten 78
12.5. 3D-Graphen 79
13. Grafik 80
13.1. Elementare Funktionen 80
13.2. Auslesen eines JPEG-Bilds 82
13.3. Frontpanelelement in eine Grafik konvertieren und abspeichern 82
14. Datenerfassung 83
14.1. Das Multifunktionsgerät USB 6008 83
14.1.1. Installation des Measurement & Automation Explorers und der Treiber 84
14.1.2. Measurement & Automation Explorer 84
14.2. Ein- und Ausgabe mit USB 6008 und LabVIEW 88
14.3. Der DAQ-Assistent in einfachen Anwendungen 91
14.3.1. Oszilloskop 91
14.3.2. Spektralanalysator 91
14.3.3. Digitalausgabe 92
14.4. Weiterführende Messungen 93
14.4.1. Messung einer Transistorkennlinie 93
14.4.2. Sprungantwort eines RC-Glieds 94
14.4.3. Datenerfassung mit Streaming 97
14.5. Das wichtigste Problem beim Umgang mit Messkarten 98
15. Dateien 99
15.1. Schreiben im Excel-Format 100
15.1.1. Dateinamen 100
15.1.2. Erstellen eines absoluten Dateinamens aus einem relativen Dateinamen: 102
15.1.3. Lesen einer einfachen Excel-Datei 103
15.1.4. Erstellen einer einfachen Excel-Datei 103
15.2. Beispiel 104
15.3. Speichern von Daten mit Express Vi. 105
15.4. Binärdateien schreiben und lesen 106
15.4.1. Unterschied zwischen einer Binärdatei und einer ASCII-Datei 106
15.4.2. Schreiben in eine Binär- und einer ASCII-Datei 107
15.4.3. Lesen einer Binärdatei und einer ASCII-Datei 107
15.4.4. Weitere Dateiformate 107
15.5. Ergänzungen und weitere Funktionen 108
16. Programmablauf 108
16.1. Normale Programmausführung 108
16.1.1. Parallelabarbeitung von Schleifen 108
16.2. Ablaufsteuerung über gültige Daten – Datenflusssteuerung 109
16.3. Ablaufsteuerung mit Sequenzstruktur 110
16.3.1. Lokale Sequenz-Variablen 111
16.3.2. Lokale Variable 111
16.3.3. Beispiel: Die Eieruhr 111
17. Soundkarte 111
17.1. Test der Soundkarte 112
17.2. Ausgabe einer Sinusschwingung 112
17.2.1. Umwandlung von Datentypen, die für die Soundkarte geeignet sind 113
17.3. Beispiele 114
17.3.1. Phasenbeziehung zwischen 2 Tönen 114
17.3.2. Spektralanalysator für Töne 115
18. Serielle Schnittstelle 115
18.1. Format der seriellen Schnittstelle 115
18.2. Programmierung der Schnittstelle 116
18.3. Minimalverdrahtung von zwei Rechnern zur Datenübertragung 116
18.4. Flusssteuerung oder Handshake 117
18.5. Ausgabe eines Strings an die RS-232-Schnittstelle 118
18.6. Einlesen eines Strings von der RS-232-Schnittstelle 118
18.7. Setzen der Handshake-Leitungen der seriellen Schnittstelle 119
19. Erstellung einer EXE-Datei und eines Installationsprogramms 120
19.1. Erstellung einer EXE-Datei 120
19.2. Erstellung eines Installationsprogramms 122
20. EKG 125
20.1. Hintergrund 125
20.2. Schaltung 125
20.3. Programm 126
20.4. Gemessenes EKG 127
21. Schrittmotoransteuerung 127
21.1. Hintergrund 127
21.1.1. Wave-Mode 127
21.1.2. Two-Phase-on-Mode 128
21.1.3. Half-Step-Mode 128
21.2. Versuchsaufbau 128
21.3. Programme 130
21.3.1. Wave-Mode 130
21.3.2. Two-Phase-on- und Half-Step-Mode 131
22. Drehstrom aus dem Laptop 132
22.1. Hintergrund 132
22.2. Versuchsaufbau 132
22.3. Programme 134
22.3.1. Ausgabe von zwei phasenversetzten Sinusspannungen 134
22.3.2. Drehstrom mit in feinen Stufen verstellbarer Frequenz 135
22.3.3. Dehnungsmessstreifen 136
22.4. Hintergrund 136
22.4.1. Umgang mit Störungen 137
22.5. Versuchsaufbau 137
22.6. Programm 138
23. Terminalprogramm 139
23.1. Version 1: Terminalprogramm mit zwei Threads 139
23.2. Version 2: Ereignis-/Eventgesteuertes Terminalprogramm 141
23.2.1. Aufbau: Ereignisstruktur in While-Schleife 141
23.2.2. Empfangen (Ereignis: Zeichen lesen) 142
23.2.3. Beenden (Ereignis: Stopp) 143
23.2.4. Senden (Ereignis: String zu Senden) 143
24. Signalverarbeitung in der Praxis 143
24.1. Interpolation von Daten 143
24.2. Störungen herausfiltern: Spikes und Rauschen 145
24.3. Maximumsuche 146
24.4. Bestimmung einer Einhüllenden 147
25. Akustisches GPS 148
25.1. Hintergrund 148
25.2. Versuchsaufbau 149
25.3. Versuchsanordnung 150
25.4. Programm 150
25.4.1. Ausgabe/Korrelation 150
25.4.2. Zeichnen der Hyperbel 151
26. Bildverarbeitung mit zweidimensionaler Fourier-Transformation 152
26.1. Hintergrund 152
26.2. Programm 153
26.2.1. Wirkung des Tiefpassfilters auf das Bild 154
26.2.2. Anmerkungen zur FFT 154
27. Temperaturverteilung in einem Ring 155
27.1. Hintergrund 155
27.2. Lösung mit FFT 155
27.3. Versuchsaufbau 158
27.4. Programm 158
28. 3D-Scanner mit Laptop und Beamer 159
28.1. Hintergrund 159
28.2. Versuchsaufbau 160
28.3. Programme 160
28.3.1. Bilder aufnehmen 160
28.3.2. Grafik erzeugen 161
29. Praktische Bildverarbeitung 162
29.1. Elementare Bildberechnungen: Bildrätsel überlisten 162
29.2. Anwenden von IMAQ: Münzen zählen 164
29.3. Kantenschärfung in einem Bild (Kernel-Operationen) 165
30. Literatur 167
31. Bauteile 167