TUTORIAL ARDUINO + LABVIEW

En esta oportunidad vamos a aprender a manipular nuestra tarjeta Arduino desde LabVIEW de National Instruments, desde la instalación de las herramientas que necesitamos hasta la programación y compilación de nuestros programas, para lo cual veremos un par de ejemplos básicos. 

Para comenzar, es necesario contar con lo siguiente:

-        Una tarjeta Arduino

-        Arduino IDE

-        LabVIEW

-        NI Visa

-        VI Package Manager

Para el presente tutorial, se asumirá que contamos desde ya tanto con nuestra placa Arduino, el IDE de Arduino instalado y el software de LabVIEW de National Instruments. A lo mejor, si es que ya ha trabajado con comunicación Serial ya sea con cualquier microcontrolador y LabVIEW es posible que ya haya instalado el complemento NI Visa, sin embargo si es que no es el caso vamos a explicar a continuación los pasos necesarios para realizar su instalación.

Para poder trabajar y habilitar los puertos e interfaces de comunicación desde LabVIEW tenemos que instalar el complemento de NI Visa tal como se mencionó y afortunadamente National Instruments nos lo ofrece gratuitamente desde su página oficial. Para proceder a instalarlo vamos a realizar la descarga desde aquí.

Ahí podremos ver las diferentes versiones de NI Visas tal como podemos apreciar en la siguiente imagen para lo cual vamos a elegir descargar la versión más reciente dando click en el primer enlace (en este caso se está utilizando la versión NI Visa 15.0, para otras versiones el procedimiento puede variar ligeramente pero en general se suelen realizar los pasos de manera similar). 

A continuación elegimos la opción de descarga estándar (segunda opción):

Sin embargo, para poder realizar la descarga en la web oficial de National Instruments es necesario registrarse previamente en su página, para lo cual nos tendremos que crear una cuenta o nos logueamos directamente si es que ya tenemos una. Luego de ello ya estaremos listos para poceder a la descarga. Cabe indicar que la versión que vamos a descargar es compatible con nuestro Sistema Operativo como se aprecia en el encabezado. Tener en cuenta también el peso del archivo (nótese que en este caso pesa 636 MB) ya que es necesario revisar, finalizada la descarga, que nuestro archivo no pese menos por posibles interrupciones en nuestra conexión de Internet y así nos evitaremos posibles problemas en la instalación siguiente. 

Si es que todo nos va conforme, procedemos a “Ejecutar como administrador” nuestro instalador:

Como muchos de los complementos de National Instruments, es necesario primero descomprimir el instalador descargado siguiendo los siguientes pasos:

A continuación y como toda instalación típica daremos el clásico “Next” en las ventanas que se requieran y aceptaremos los términos corespondientes. En las siguientes imágenes podremos ver solo algunas capturas del proceso de instalación:

Al finalizar nos aparecerá una ventana solicitándonos reiniciar nuestro equipo, sin embargo le damos en la opción “Restart Later” para proceder con la descarga del siguiente complemento.

El siguiente y último complemento necesario es el VI Package Manager el cual es un administrador de contenidos y descargas de librerías y diversos toolkits para LabVIEW. Para proceder a instalarlo vamos a realizar la descarga desde aquí.

Damos click en la versión Free o gratuita y a continuación elegimos nuestro Sistema Operativo, agregamos nuestro correo y descargamos el instalador:

De la misma manera que se realizó la instalación anterior procedemos a instalar nuestro VI Package Manager dando click en “Next” y aceptando los términos y condiciones cuando corresponda. A continuación podemos ver algunas capturas del proceso:

Al terminar estaremos listos para abrir el VI Package Manager, el cual al abrirse por primera vez tarda unos minutos hasta que podremos ver la siguiente ventana:

Ahora, del listado que podemos ver procedemos a localizar y seleccionar “LabVIEW Interface for Arduino” y le damos click en la opción “Install Package” tal como se muestra a continuación. Este es el paquete que nos permitirá manipular nuestra placa Arduino desde LabView.

Procedemos a su instalación y si es que no tenemos ningún error tras finalizar podremos ver la siguiente ventana:

Bien, ya hemos realizado la instalación de todos los programas que se requieren. Ahora vamos a ver algunos pequeños ejemplos de lo que podemos hacer mediante la conexión entre nuestro Arduino y LabView.

Para ello vamos a localizar el programa que vamos a cargar en nuestra tarjeta Arduino (en este caso usaremos una placa Arduino UNO) para poder manipularla desde Labview el cual se creó cuando realizamos las instalaciones anteriores y se encuentra con el nombre de “LIFA_Base.ino” dentro de la carpeta “C:Program Files (x86)National InstrumentsLabVIEW 2012vi.libLabVIEW Interface for ArduinoFirmwareLIFA_Base” (nótese que la dirección exacta depende de donde tengamos instalado nuestro programa de LabView así como de la versión que tengamos).

No olvide que antes de conectar y cargar el sketch “LIFA_Base.ino” a nuestro Arduino tenemos que seleccionar el tipo de tarjeta que tengamos y el puerto COM al cual nos conectamos (para este caso se está utilizando la versión 1.0.5 de nuestro IDE de Arduino, es posible que haya problemas para compilar con otras versiones por lo que se recomienda trabajar en esta versión en específica).

Bien, ahora que ya tenemos programado nuestro Arduino vamos a realizar la programación gráfica en LabView. Para ello, hay que tener presente que cada bloque que se empleará del paquete de Arduino instalado en Labview representa una función tal cual del lenguaje de Arduino y cada entrada del bloque en Labview representa los parámetros de entrada para dicha función.

Para poder entender mejor cómo funciona la programación de Arduino en Labview vamos a descargar 2 proyectos realizados que nos servirán como ejemplos. Vamos a descargarlos desde aquí.

 

Luego de realizar la descarga, vamos a proceder a abrir el primer proyecto con el nombre de “Ejemplo 1”. Este primer ejemplo es un sencillo y clásico Hola Mundo con el que vamos a poder controlar el encendido y apagado de leds conectados a las salidas digitales de nuestro Arduino, todo ello a través de un solo botón de Labview. 

Para ello, tenemos la opción de implementar el siguiente esquema o simplemente no hacerlo y realizar la prueba del Ejemplo 1 mediante el LED que viene integrado en nuestra placa Arduino y que se encuentra conectado al pin 13.

Si nos fijamos en la programación gráfica de Labview podemos ver que cada bloque representa una función de Arduino tal como se mencionó anteriormente. En este caso, se comienza inicializando la comunicación por el puerto COM, se procede a configurar el control que representa a nuestro pin digital como salida y posteriormente se le asigna el valor de su estado (on/off). Finalmente se cierra la conexión.

Note que mientras ejecutamos nuestro proyecto de Labview con nuestro Arduino conectado, podemos cambiar a un Pin cualquiera sin problema alguno para luego activarlo o desactivarlo según nuestro gusto. 

Como aclaración, al ejecutar el proyecto hay que tener en cuenta que previamente tenemos que asignar el puerto COM al cual está conectado nuestro Arduino. Además, si nuestro programa se ejecuta normalmente podremos notar que tanto los leds Rx y Tx de nuestra tarjeta Arduino parpadean simultáneamente. Si se hizo algo mal puede ocurrir que solo parpadea uno de ellos (generalmente el Rx), esto significa que se realizó una mala conexión, por lo que se recomienda cerrar Labview y abrir nuevamente el proyecto hasta lograr que los 2 leds parpadeen.

Ahora, con la experiencia ya del primer ejemplo podemos pasar a ver el segundo. Para ello, hay que cerrar el primer ejemplo y abrir el “Ejemplo 2” el cual realiza la lectura del Pin analógico A0 de nuestra placa Arduino y para probarlo vamos a añadir a nuestro esquema de conexiones un potenciómetro conectado a este.

La programación en LabView tiene una secuencia parecida y la podemos ver en la siguiente imagen: 

Nótese que el bloque de lectura analógica tiene una salida de 0 a 5v el cual se muestra de tres maneras distintas y una de ellas es a modo de un osciloscopio. En la siguiente imagen podemos ver una captura del programa en funcionamiento.

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