ENSMA. Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'aérotechnique. TRAVAUX PRATIQUES D'INFORMATIQUE INDUSTRIELLE Partie 1

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1 ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'aérotechnique Téléport 2, 1 avenue Clément Ader - B.P FUTUROSCOPE Cedex (FRANCE) TRAVAUX PRATIQUES D'INFORMATIQUE INDUSTRIELLE Partie 1 Avril - Mai 2007

2 SOMMAIRE 1 INTRODUCTION AU LOGICIEL D'INSTRUMENTATION LABVIEW LE CONCEPT D'INSTRUMENT VIRTUEL PRINCIPE DE LABVIEW LE LANGAGE G UTILISATION DE LABVIEW SOUS WINDOWS L environnement de LabVIEW... 6 a La boite à outils... 7 b La Fenêtre Commandes... 7 c La Fenêtre Fonctions Création d un VI... 8 a Définition de l interface utilisateur... 9 b Edition du diagramme flot de données c Encapsulation d Structures de programmation e Techniques de déboggage f Sauvegarde des VIs Mémento sur le tracé de courbes PROGRAMMATION MULTITACHE EN LABVIEW BIBLIOGRAPHIE PROGRAMMATION CLIENT/SERVEUR BASEE SUR TCP/IP BUTS DE CETTE REALISATION QUELQUES EXPLICATIONS SUR LA PROGRAMMATION D UNE APPLICATION DE TYPE CLIENT/SERVEUR DEFINITION DE L APPLICATION QUELQUES VI UTILES PROGRAMMATION DE CGI QU EST-CE QU UN CGI? CADRE DE L ETUDE ELEMENTS DE PROGRAMMATION LABVIEW UTILES POUR CET EXERCICE ELEMENTS D HTML GLOSSAIRE ET ABREVIATIONS ASSOCIES A LA COMMUNICATION SUR L INTERNET PROGRAMMATION D UN SYSTEME DE CONTROLE/COMMANDE EN LABVIEW : APPLICATION AU CONTROLE DE TRAINS ELECTRIQUES MINIATURES TRAVAIL DEMANDE PRINCIPAUX «VI» UTILISES DANS CE TP

3 1 Introduction au logiciel d'instrumentation LabVIEW LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) est un logiciel de développement d'applications d'instrumentation. Bien que tout à fait utilisable dans un grand nombre de domaines, LabVIEW est plus particulièrement destiné à l'acquisition de données et au traitement du signal. En effet, ce logiciel offre de larges possibilités de communication entre l'ordinateur et le monde physique, (par cartes d'acquisitions analogiques ou digitales, cartes GPIB, réseau, liaisons série et parallèles, etc.) ainsi que d'importantes bibliothèques mathématiques permettant de traiter les signaux mesurés. L'idée de LabVIEW est de remplacer les instruments de mesures et d'analyse d'un laboratoire par un ordinateur muni de cartes spécifiques et d'un logiciel approprié, au même titre qu'un ordinateur muni d'une carte son et d'un logiciel de musique peut remplacer n'importe quel instrument de musique ou bien encore une table de mixage. Dans le cadre de la mesure, les cartes permettent de convertir des signaux électriques (provenant de capteurs mesurant des grandeurs physiques) en données numériques. Ainsi, un seul ordinateur muni d'une carte d'acquisition analogique et de LabVIEW est capable de remplacer un voltmètre, un fréquencemètre ou un oscilloscope. De plus on pourra traiter, analyser et archiver automatiquement sur disque les mesures effectuées. 1.1 Le concept d'instrument virtuel Un instrument de mesure classique peut se décomposer en quatre parties logiques: la première partie réalise la conversion d'une grandeur physique en signal électrique (exemple d'une thermistance et de son alimentation). C'est le conditionnement des signaux. la seconde partie réalise la mise en forme de cette grandeur électrique quelconque en une grandeur électrique exploitable par des circuits électroniques. la troisième partie est constituée des circuits électroniques de traitement et/ou d'analyse (exemple du calcul du spectre fréquentiel d'un signal). la quatrième partie réalise l'affichage des résultats (exemple du tube cathodique d'un oscilloscope, ou des afficheurs digitaux d'un voltmètre) et permet de changer les paramètres de l'instrument (exemple du potentiomètre réglant l'échelle de visualisation sur l'écran de l'oscilloscope). De même, un instrument de mesure informatique va se décomposer suivant quatre parties: une première partie identique à la précédente mais réalisée par des circuits spécifiques de mise en forme des grandeurs physiques en une tension exploitable (exemple: 0-5 V), c'est ce que font les cartes de conditionnement de signaux (SCXI,...). la seconde partie convertit ces signaux électriques mis en forme en une grandeur numérique et stocke ces valeurs dans la mémoire de l'ordinateur (cartes de conversion analogiques digitales). la troisième partie traite et analyse ces valeurs numériques, ce travail est réalisé par le logiciel. la quatrième partie affiche les résultats sur l'écran de l'ordinateur, et permet de changer les paramètres de l'instrument grâce à la souris ou au clavier. Ce travail est également réalisé par le logiciel. 3

4 On appelle "instrument virtuel" l'ensemble composé de la troisième et quatrième partie de l'instrument. Avec LabVIEW, on pourra manipuler ces instruments virtuels comme s il s'agissait des instruments réels : on pourra par exemple tourner un potentiomètre (virtuel puisque c'est une image de potentiomètre) grâce à la souris ou bien visualiser une courbe sur une portion de l'écran représentant un oscilloscope. 1.2 Principe de LabVIEW LabVIEW permet de réaliser, entre autre, des instruments virtuels. Par extension on appellera VI (pour Virtual Instrument) toute application réalisée avec LabVIEW. Un VI est composé de trois parties liées: Une face avant (Panel) cf. figure 1.1 : c'est l'interface (ou moyen de communication) avec l'utilisateur. Cette face avant, personnalisable à loisir, est composée d'objets graphiques comme des interrupteurs, des potentiomètres, des zones de graphismes, etc.. Elle représente la face avant de l'instrument. Un diagramme (Diagram) cf. figure 1.2 : cette partie décrit le fonctionnement interne du VI. On utilise le langage G pour décrire ce fonctionnement. Destinés à être utilisés par des ingénieurs et des scientifiques, non informaticiens de formation, LabVIEW utilise le langage de programmation graphique G (pour Graphique) afin de décrire les programmes dictant le comportement de l'application. Ainsi l'utilisateur est affranchi de la lourde syntaxe des langages de programmation textuels tels que C, Basic, etc.. Une icône (Icon) cf. figure 1.3 : C'est la symbolisation de l'instrument virtuel qui permettra de faire appel à un instrument virtuel déjà créé à l'intérieur d'un autre instrument virtuel, c'est un principe de structure hiérarchique et de modularité. Figure Face avant (Panel) Figure Diagramme (Diagram) Figure Icône (icon) 4

5 1.3 Le langage G Le langage G se base sur le principe du flot de données, auquel ont été ajoutées des structures de programmation afin d'avoir un langage de programmation complet. Un diagramme flot de données permet d'exprimer une fonction de manière graphique. Un tel diagramme (cf. figure 1.4) est composé de : terminaux: ils définissent les entrées (rectangle gras) et les sorties (rectangle fin) de la fonction, nœuds: ils définissent les opérations à effectuer. Ils sont représentés par un carré pouvant éventuellement contenir une image illustrant leur fonctionnalité, arcs orientés: ils relient nœuds et terminaux et permettent d'indiquer le passage de données d'un nœud vers un autre. Par convention, ces arcs sont orientés implicitement de gauche à droite. jetons: ils représentent les données transitant sur les arcs. Ils sont représentés par des points. Des règles d'évolution permettent de faire évoluer ce diagramme : à l'initialisation les terminaux d'entrées produisent chacun un jeton, lorsqu'un nœud possède un jeton sur chacun de ses arcs entrants, il peut être exécuté: chaque jeton en entrée est consommé et le nœud produit un jeton sur chacun de ses arcs sortants. Un diagramme flot de données peut être encapsulé afin d'être réutilisé, en tant que nœud, par d'autres diagrammes flot de données. Les terminaux du diagramme deviennent alors les entrées/sorties du nœud. Ainsi le diagramme de la figure 1.4 exprime le calcul de "d = a + b * (b - c)" et de "e = b - c". A l'instant considéré, le nœud "+" peut être tiré, et le nœud "-" a été tiré. Le nœud "*" ne peut être tiré pour l'instant puisqu'un de ses arc d'entrée ne possède pas de jeton. Cela sera possible lorsque le nœud "+" aura été tiré et qu'il aura produit un jeton sur son arc de sortie. La figure 1.5 représente la forme encapsulée de ce diagramme. a b Terminal d entrée c + - Noeud Arc orienté d Terminal de sortie e Jeton Figure Un diagramme flot de données a b c d e Figure Encapsulation d'un diagramme flot de données 5

6 1.4 Utilisation de LabVIEW sous Windows 95 Pour lancer LabVIEW, suivez la séquence de menu suivante: Démarrer programmes National Instruments LabVIEW 6 ou bien, cliquez sur le raccourci bureau LabVIEW (cf. figure 1.6). Figure Raccourci bureau pour LabVIEW L environnement de LabVIEW Lorsque LabVIEW est lancé, celui-ci ouvre par défaut un nouveau VI. Deux fenêtres vierges apparaissent à l écran : une face avant ou Panel (de fond gris) et un diagramme ou Diagram (de fond blanc) (cf. figure 1.7). Figure Nouveau VI Chacune de ces fenêtre est composée de : une barre de titre, contenant le titre du VI. L extension Diagramme indique que la fenêtre considérée est le diagramme. La fenêtre dont la barre de titre est bleue indique que celle-ci a le contrôle, c est à dire que c est à elle que s adressent les informations provenant du clavier ou de la souris. On donne le contrôle à une fenêtre en cliquant sur cette fenêtre. une barre de menus déroulant. Ceux ci permettent de gérer la sauvegarde des programmes, de gérer les différentes fenêtres, etc. une barre d'exécution/édition (cf. figure 1.8) se retrouve dans chacune des fenêtres et permet de lancer l'exécution d'un VI, de l'arrêter, etc.. Cependant on ne retrouve les icônes de déboggage que dans la fenêtre diagramme. Différentes fenêtres permettent de créer des VIs : la boite à outils va permettre de manipuler les objets graphiques créés, la fenêtre Commandes va permettre de créer des objets graphiques sur la face avant, la fenêtre Fonctions va permettre de créer des objets graphiques dans le diagramme. On appelle "pop-up" le fait de cliquer avec le bouton droit de la souris dans une fenêtre en laissant le bouton enfoncé. Par exemple, lorsque l'on fait un pop-up sur un objet, un menu contextuel apparaît, permettant de changer les propriétés de cet objet. Lorsque l on fait 6

7 un pop-up dans la face avant (resp. diagramme) une fenêtre Commandes (resp. Fonctions) apparaît. Les fenêtres de LabVIEW sont généralement des fenêtres fugitives, c est à dire qu elle n existent que le temps de la manipulation désirée. Cependant on peut rendre leur affichage permanent en cliquant sur la punaise (cf. figure 1.9) qui se trouve en haut à gauche de ces fenêtres. Figure punaise Exécution Stop Fin d exécution détaillée Pause Pas à pas détaillé Police Disposition Exécution continue Pas à pas non détaillé Animation Alignement Gestion des plans (avant/arrière) Figure Barre d'exécution/édition a La boite à outils On fait apparaître la boite à outils (cf. figure 1.10) permettant de manipuler les objets graphique, en suivant la séquence de menu Fenêtres Palette d outils ou bien en faisant un popup dans la fenêtre avec la touche shift appuyée. Une fois apparue, la boite à outils est toujours visible. On sélectionne l outil désiré en cliquant dessus. Il est à noter que la touche tabulation permet une sélection rapide des outils. Figure Boite à outils b La Fenêtre Commandes Lorsqu'une fenêtre de type face avant est active, on peut faire apparaître une fenêtre nommée Commandes (cf. figure 1.11) permettant de positionner des objets sur la face avant en suivant la séquence de menu FenêtrePalette de commandes ou bien en faisant un pop-up dans la fenêtre. Une fenêtre sous menu contenant des objets graphiques apparaît lorsque l on clique sur les icônes de cette fenêtre (cf. figure 1.11). 7

8 La sélection d'un objet dans un de ces sous menu permet de le disposer dans la face avant et fait automatiquement correspondre un terminal dans le diagramme (cf. figure 1.12). Cette fenêtre n apparaît que lorsqu une fenêtre de type face avant est active: si une fenêtre de type diagramme est active, cette fenêtre disparaît. Figure La fenêtre commandes et ses sous menus Figure Correspondance des objets entre face avant et diagramme c La Fenêtre Fonctions De la même manière que pour la face avant, lorsqu'une fenêtre de type diagramme a le contrôle, on peut faire apparaître une fenêtre nommée Fonctions (Figure 13) permettant de positionner des objets dans le diagramme en suivant la séquence de menu Fenêtres Palette de fonctions ou bien en faisant un pop-up dans la fenêtre. Une fenêtre sous menu contenant des nœuds (fonctions) apparaît lorsque l on clique sur les icônes de cette fenêtre (Figure 13). La sélection d'un objet permet de le disposer dans le diagramme. Comme la fenêtre Commandes, cette fenêtre n apparaît que lorsqu une fenêtre de type diagramme a le contrôle Création d un VI La création d un VI se déroule en trois phases : création de l interface utilisateur, édition du diagramme flot de données, encapsulation du VI. Lors de la création d un nouveau VI, il faut partir d un VI vierge : menu Fichier Nouveau 8

9 a Définition de l interface utilisateur Il s agit de placer dans la face avant les différents objets permettant de communiquer avec l utilisateur. Ces objets proviennent de la fenêtre Commandes et peuvent être de deux natures : commandes : variable d'entrée, l utilisateur pourra manipuler cet objet pour donner des consignes. Par exemple un bouton ou bien un potentiomètre. Figure La fenêtre Fonctions et ses sous menus indicateur : variable de sortie, l utilisateur lira la valeur de cet objet pour avoir des informations. Par exemple un vu-mètre ou bien un graphique. Un objet de type commande (resp. indicateur) peut être transformé en indicateur (resp. commande). Pour cela, il suffira de faire un pop-up sur l objet et de choisir le menu Changer en indicateur (resp. Changer en commande). Il est à noter que ce pop-up fait apparaître un menu qui permet de changer l'ensemble des caractéristiques de l objet (Figure 14). Lors de la création de ces objets dans la face avant, les terminaux correspondant apparaissent automatiquement dans le diagramme. Les terminaux correspondant à une commande sont entourés d un bord épais (cf. figure 1.15), ceux correspondant à un indicateur sont entourés d un bord fin (cf. figure 1.16). 9

10 Figure Un indicateur type vumètre et son menu pop-up Figure Une commande (face avant) et son terminal (diagramme) Figure Un indicateur (face avant) et son terminal (diagramme) b Edition du diagramme flot de données Lorsque l interface utilisateur a été définie, tous les terminaux nécessaires au diagramme flot de données se trouvent dans la fenêtre diagramme. Il faut maintenant placer les nœuds du diagramme. Ces nœuds se trouvent dans la fenêtre Fonctions. Il suffit donc de les sélectionner et de les disposer dans le diagramme (cf. figure 1.17). Figure Disposition des nœuds dans le diagramme Les nœuds sont regroupés dans des sous menus logiques, ainsi toutes les fonctions arithmétiques usuelles sur les nombres se trouvent dans le sous menu Numérique. Lorsque les différents objets nécessaires au diagramme ont été créés, les arcs permettant de les relier sont créés à l'aide de l'outil bobine (cf. figure 1.18) en cliquant sur les points d'entrée ou de sortie des différents nœuds à relier. 10

11 Il est possible de faire apparaître une fenêtre d'aide (cf. figure 1.19) en suivant la séquence de menu AideAide contextuelle. Cette fenêtre permet de connaître quels sont les points d'entrées/sorties du VI, ainsi qu'une description de sa fonction. LabVIEW propose des types de données de base (cf. figure 1.20). Chaque type est repéré à l'aide de couleurs différentes. Les arcs d'un type donné ont la couleur de ce type, leur représentation peut varier d'un type à l'autre. Différentes structures de données (cf. figure 1.21) sont disponibles, basées sur la notion de tableau (un scalaire est un tableau de dimension 0, un vecteur est un tableau de dimension 1, etc.). Figure Création des arcs à l'aide de l'outil bobine Figure Fenêtre d'aide Entiers (bleu) Réels (orange) Booléen (vert) Chaine de caractères (rose) Type construit (marron) Type scalaire (fil fin) Commande (source de donnée) Indicateur (affichage de résultat) Type vecteur (Fil épais) Type tableau (fil double) Figure Différentes structures de données Figure Différents types de données c Encapsulation Pour encapsuler un VI, afin de pouvoir l'utiliser comme sous-vi dans un autre VI, il faut définir le nœud qui lui correspond ainsi que ses entrées/sorties. On fait apparaître les connections du nœud correspondant à un VI en faisant un pop-up sur l'icône de la fenêtre face avant du VI (coin haut droit) et en choisissant le menu Visualiser le connecteur (cf. figure 1.22). 11

12 En cliquant alternativement sur les connecteurs et sur les objets de la face avant, on établit les entrées/sorties du nœud correspondant. Si le nombre de connecteurs ne convient pas, il est possible de le changer à l'aide du menu Modèles. Figure Le connecteur Le menu Editer l icône permet de générer un dessin à l'intérieur de l'icône du VI à partir d'un éditeur d'icône. d Structures de programmation Les structures de programmation se trouvent dans le menu Structures de la fenêtre Fonctions (cf. figure 1.23). Ce sont: La séquence, Le choix, La boucle "Pour", La boucle "Tant que", La calculatrice, Les variables locales et globales. Figure Sous-menu Structures u Le choix Cette structure (cf. figure 1.24) permet d'exécuter des flots de données différents suivant la valeur reliée a l'entrée. Cette entrée notée doit être reliée à un booléen (structure type si alors sinon) ou bien à un entier (structure type case). A l'intérieur de chaque fenêtre de cette structure seront édités les diagramme flot de données correspondant au différent cas. Lorsque le choix est un entier ou un type énuméré, on ajoute des fenêtres supplémentaire à cette structure à l'aide d'un pop-up sur une des flèches et en sélectionnant le menu "Ajouter une condition". Cliquer ici pour voir le cas true Figure Structure de choix 12

13 * La Boucle "Pour" Cette structure (cf. figure 1.25) permet d'effectuer des calculs itératifs. Le flot de donnée placé à l'intérieur de cette structure est exécutée N fois. L'indice de boucle i variant de 0 à N-1. Tunnels Lorsqu'un tableau arrive sur une structure de boucle, un tunnel est créé: le tableau est automatiquement indexé de sorte qu'à chaque itération (l indexation est représentée par des petits crochets), c'est l'élément d'indice i du tableau qui est passé dans la boucle. Cependant il est possible d'envoyer un tableau à l'intérieur d'une boucle en faisant un pop-up sur le tunnel et en sélectionnant l'option "Désactiver l indexation". Inversement lorsqu'une valeur sort de la boucle, elle est automatiquement stockée dans un tableau à l'indice i. Si l'option "Désactiver l indexation" est sélectionnée, seule la dernière valeur est émise. Registre à décalage Figure Structure de boucle "Pour" Il est possible de récupérer un résultat provenant d'une itération précédente à l'aide des registres à décalages (ou Shift Register). Ils apparaissent lorsque l'on fait un pop-up sur le bord de la structure de boucle et que l'on sélectionne le menu Ajouter un registre à décalage.. * La Boucle "Tant que" La structure de boucle "Tant que" permet de faire des calculs itératifs où le nombre d'itération n'est pas forcément connu à l'avance (cf. figure 1.26). Une condition d'arrêt booléenne doit alors être connectée: la boucle s'exécutera tant que cette valeur booléenne sera vraie. Une boucle "Tant que" s'exécutera toujours au moins une fois. Comme la boucle "Pour", la boucle "Tant que" possède des registres à décalages et des tunnels, cependant ces derniers sont par défaut en mode "Désactiver l indexation ". Figure Structure de boucle Tant que 13

14 e Techniques de déboggage Lors de l'édition du diagramme, des erreurs peuvent apparaître. Lorsqu'elles surviennent la flèche d'exécution se brise indiquant que le VI ne peut s'exécuter (cf. figure 1.27). Pour connaître la cause de l'erreur, on peut faire apparaître une fenêtre de report d'erreur (cf. figure 1.28) en suivant le menu FenêtresListe des erreurs ou bien en cliquant sur la flèche brisée. Flèche cassée Alerte Figure Signalisation des erreurs Le symbole d'alerte (point d'exclamation dans triangle) signale un problème potentiel (qui risque de se transformer en erreur). Le report des alertes se fait également dans la fenêtre de report d'erreurs. Pour localiser plus facilement une erreur il suffit de sélectionner le texte signalant l'erreur et de cliquer sur le bouton Rechercher ou bien de double-cliquer sur le texte signalant l'erreur. Figure Fenêtre de report d'erreurs La flèche d'exécution peut se briser pour deux raisons : un erreur a été commise et il faut alors y remédier immédiatement, un nœud dont la connexion de certaine entrées est obligatoire a été déposé dans le diagramme: la flèche est brisée jusqu'à la connexion de ses entrées. L'erreur la plus courante est l'erreur de câblage : lorsque l'on tente, par exemple, de relier un entier à un booléen, ou bien de relier deux commandes ou deux indicateurs entre eux. Ce type d'erreur se traduit par un fil pointillé (cf. figure 1.29) à la place d'un fil continu. Il faut alors enlever le fil ou la portion de fil incorrecte. Le raccourci clavier CTRL - B efface tous les fils pointillés du diagramme. Fil pointillé : erreur de cablage Figure Erreur de cablage 14

15 L'utilisation de la touche animation (cf. figure 1.30) de la barre d'outil de la fenêtre diagramme permet de visualiser les jetons circulant sur les arcs du diagramme flot de données. Figure Animation Lorsque l'on fait un pop-up sur un arc et que le menu sonde est sélectionné, une fenêtre apparaît, qui indiquera la valeur du jeton circulant sur cet arc lors de l'exécution. f Sauvegarde des VIs La sauvegarde d'un VI se fait à l'aide de la séquence de menu Fichier Enregistrer. Lors de la première sauvegarde, LabVIEW vous demande de donner un nom au VI que vous voulez enregistrez Mémento sur le tracé de courbes LabVIEW offre de nombreuses possibilités pour tracer différents types de courbes. On trouve les différents afficheurs de courbes dans le menu Graphe de la fenêtre Contrôle. L'utilisation des principaux afficheurs est résumée ci-après. * Graphe déroulant L'indicateur Graphe déroulant permet de tracer des courbes comme sur un enregistreur papier à défilement. Les données (de type scalaire, indiqué par un fil fin) sont envoyées au fur et à mesure sur ce type de graphe. On peut également constituer d abord le bloc de données (vecteur de numériques) et l envoyer vers le graphe : Pour avoir plusieurs courbes sur un même graphe, il faut les assembler à l'aide de la fonction Assembler (menu Cluster de la fenêtre Fonctions): 15

16 * Graphe L'indicateur Graphe permet de tracer des courbes à la manière d'un oscilloscope. Il accepte trois types de données différents : - Vecteur de numériques représentant les ordonnées des points à tracer (figure (a) ci-dessous); - Cluster de deux numériques (t 0 et t) et un vecteur de numériques où les deux numériques représentent dans l ordre t 0, l instant de début de la mesure, et t, l écart de temps entre deux mesures (figure (b) ci-dessous). Ce cluster est obtenu à partir de la fonction Assembler de la sous-palette Cluster ; - Vecteur de données de type Waveform. Ce type de données intègre de façon implicite les caractéristiques du cluster précédent, c est-à-dire un vecteur de numériques représentant les coordonnées des points de mesures, l instant initial t 0 et le temps entre deux mesures t (figure (c) ci-dessous). Cette structure de données spécifique Waveform peut être visualisée à l aide de la fonction Composantes d une waveform de la sous-palette Waveform de la palette Fonctions. A noter que par défaut (sans l objet Assembler ou sans des données de type waveform), la courbe est tracée pour X0 = 0 (to=0) et l'incrément Delta X (Delta t) entre chaque point de la courbe est de 1. Pour avoir plusieurs courbes sur un même graphe, il faut les assembler à l'aide de la fonction Construire un tableau (Menu Tableau de la fenêtre Fonctions). Plusieurs programmations sont possibles (figure (a) ci dessous) : - Tableau 2D de numériques, réalisé avec la fonction Construire un tableau de la sous-palette Cluster, correspondant aux n courbes à tracer ; - Vecteur de n clusters d un vecteur de N numériques où n représente le nombre de courbes et N le nombre de points composant chaque courbe. 16

17 Si on désire définir l instant initial t 0 et le temps entre deux mesures t, il faut utiliser la même fonction que précédemment, c est-à-dire Assembler de la sous-palette Cluster. Au niveau de cette fonction d assemblage, il est possible d utiliser les deux structures de données précédentes ; cela conduit aux deux solutions de câblage présentées sur la figure (b) ci dessous. Comme le montre la figure (c) ci dessous, il est aussi possible d avoir une représentation graphique avec des courbes possédant des instants de début t 0 et des intervalles entre points t différents. 17

18 * Graphe XY L'indicateur Graphe XY permet de tracer des courbes paramétriques à la manière d'un oscilloscope. La courbe à tracer est envoyée en une seule fois sous la forme de deux tableaux 1-D (cluster de 2 vecteurs numériques) représentant les composantes X et Y de la courbe. Elle peut aussi être formatée sous la forme d un vecteur de clusters de 2 numériques. On retrouve par ailleurs le même principe de construction de graphe multi-courbe que dans le paragraphe précédent. Vecteur de numériques Cluster de 2 vecteurs de numériques (a) Assembler (b) Motif sinus Vecteur de clusters de 2 numériques Cluster de 2 vecteurs de numériques Construire un tableau Vecteur de clusters de 2 vecteurs de numériques Face-avant Assembler Diagramme 1.5 Programmation multitâche en LabVIEW La nature flots de données du langage LabVIEW induit naturellement du parallélisme, ainsi, deux boucles non reliées par un fil de données sont exécutées parallèlement par le runtime LabVIEW. Parallèlement, dans le cas monoprocesseur, signifie que l exécution des deux boucles est entrelacée. En LabVIEW, une tâche peut donc être implémentée à l aide d une boucle, et le fait de placer plusieurs «tâches» en parallèle implique naturellement une exécution parallèle Les deux «tâches», de périodes respectives 200 et 100 ms, s exécutent en parallèle Le problème est que si l on désire faire communiquer les tâches, on ne peut pas utiliser de flot de données, sinon, une boucle dépend de l autre, et ne pourra commencer son exécution que lorsque la boucle précédente sera terminée. Numeric Numeric La seconde tâche ne sera jamais exécutée, car elle doit attendre la terminaison de la 1 ère 18

19 Pour pallier ce type de problèmes, LabVIEW propose des primitives de communication et de synchronisation de tâches : Des outils de gestion de sémaphore Des outils de gestion de boîtes aux lettres (bornées ou non, avec lecture bloquante ou non bloquante) Des outils de gestion de rendez-vous sans paramètres Des synchronisations par évènements Par exemple, voici comment on peut utiliser une boîte aux lettres pour réaliser le passage d un entier entre deux tâches : Notez que lors de la création de la boîte aux lettres, il faut informer LabVIEW du type de données transportées. Lorsque cela est impossible (LabVIEW ne permet pas pour le moment de gérer le polymorphisme), il est nécessaire de passer par un type «variant». Un variant peut être vu comme un conteneur, pouvant contenir une donnée de n importe quel type. Le fait d insérer une donnée dans un variant se fait automatiquement (LabVIEW adapte la donnée de sorte à la placer dans le conteneur). La seule subtilité réside dans la récupération de la donnée initiale : passer du type variant au type d origine nécessite d informer LabVIEW sur le type d origine. Créer une boîte aux lettres 19

20 Menu : Fonctions Avancées Synchronisation Files D attente Cherche une file d'attente (une BaL) existante ou crée une nouvelle file d'attente (une BaL) et retourne un identificateur de file d attente utilisé pour lire et écrire des messages. Envoyer un message Menu : Fonctions Avancées Synchronisation Files D attente Insère un élément dans une file d'attente. Si la file d'attente est pleine, le VI attend un délai de timeout en ms (par défaut-1, ou illimité) avant de se mettre en hors délai. Si de l'espace se libère pendant l'attente, l'élément est inséré et hors délai prend la valeur FAUX. Si la file d'attente reste pleine ou si elle n'est pas valide, hors délai prend la valeur VRAI. Attendre un message Menu : Fonctions Avancées Synchronisation File D attente Supprimer un élément dans une file d'attente. Le paramètre à partir de la fin spécifie si l'élément retourné est pris au début (défaut) ou à la fin de la file d'attente. Si la file d'attente est vide, le VI commence une attente de timeout en ms (défaut -1, ou illimité) avant de se mettre hors délai. Si un élément est inséré pendant l'attente, l'élément est retourné et hors délai prend la valeur FAUX. Si aucun élément n est inséré ou si la file d'attente n'est pas valide, hors délai prend la valeur VRAI. Ainsi que les instruments virtuels de conversion : Transforme un variant en son type d origine Menu : Fonctions Avancées Manipulation de Données Variant Convertit le variant dans le type de l entrée «type». Voici le même exemple traité en DARTSVIEW : la majeure partie du code est générée automatiquement. 20

21 Il suffit donc de créer le diagramme DARTS en LabVIEW, puis d ouvrir chaque tâche afin de la compléter : Les icônes Lire et Ecrire sont des instruments virtuels disponibles dans le menu Fonction, sous menu DartsView, puis sous-menu Personnaliser. Noter la façon dont DARTSVIEW permet l utilisation de différents types grâce à l utilisation du type variant. L utilisation d un module de données ou d une synchronisation se fait quant à elle sur le même principe : description des tâches au travers d un diagramme DARTS (Utilisation de DARTSVIEW), et implémentation des tâches en utilisant les instruments virtuels d écriture ou de lecture. 1.6 Bibliographie F. Cottet, «LabVIEW : Programmation et applications», Editions Dunod, ISBN F. Cottet, E. Grolleau, «Systèmes temps réel de contrôle-commande - Conception et implémentation», Editions Dunod, ISBN