Strings de Instrumentacion Virtual

Instrumentación Ingeniería Mecatrónica

Práctica #10 Cadena de caracteres, archivos de entrada-salida, y propiedades de los nodos Ing. Mario Alberto Camarillo Ramos

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Práctica #10

Cadenas de caracteres, archivos de entrada/salida, y propiedades de nodos

Objetivo de la práctica

Al terminar esta práctica, el discente será capaz de: presentar los diferentes formatos para las cadenas de

caracteres, accesar archivos a través de una interfase generada, conocer el orden de ejecución de las propiedades de los

nodos y, aplicar lo aprendido en un VI.

Material: Computadora con LabVIEW Profesional versión 8.0 en

adelante (preferentemente 8.6) Introducción Los ejercicios de esta práctica están diseñados para que comprenda el manejo de cadenas de caracteres. También para escribir-leer desde-hacia archivos en LabVIEW para manejar información. Además, los nodos de propiedades se contemplarán para realizar modificaciones a objetos del panel frontal de manera programada. Marco teórico



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Cadenas Una cadena (string) es una secuencia de caracteres en ASCII que pueden o no ser presentadas, es decir, visibles. Las cadenas (string) estipulan formatos de presentación de información independientemente del sistema operativo, lo cual es beneficioso en la migración de plantillas de código.

Figura 1.- Ubicación del control de cadena

Las cadenas son utilizadas en muchas aplicaciones, solo por mencionar algunas:

para crear mensajes simples, pasar información numérica como cadenas de caracteres a

instrumentos y después convertir dichas cadenas a información numérica (para una mejor manipulación del instrumento),

almacenar información numérica en un elemento (disco compacto, DVD, u otro). Para almacenar información numérica en un archivo ASCII, es necesario convertirla a cadenas antes de escribirla a un elemento,

alertar o mandar mensajes al usuario.

En el panel frontal las cadenas aparecen como tablas, cajas

de combinaciones y etiquetas. En el diagrama a bloques las cadenas pueden ser manipuladas

o editadas. Se asigna formato para ser utilizadas en otras aplicaciones, como procesadores de palabras y tablas, o para ser utilizadas en otras VIs y/o funciones.



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Figura 2.- Funciones de las cadenas

Utilice las funciones correspondiente a las cadenas (FunctionsProgrammingString) para edición, las cuales pueden ser:

buscar, tomar, y reemplazar caracteres o series de caracteres en una cadena,

cambiar todo el texto en una cadena de mayúsculas a minúsculas (y viceversa),

buscar y tomar patrones de caracteres dentro de una cadena,

rotar o invertir texto dentro de una cadena, concatenar dos o más cadenas, eliminar caracteres de una cadena.

Para utilizar información en otro VI, función o aplicación, normalmente es necesario convertir dicha información a una cadena para posteriormente darle formato de manera que el VI, función o aplicación pueda leerla. Por ejemplo, EXCEL espera cadenas que incluyan delimitadores, los cuales sirven para asignar números o palabras a celdas.

Otro ejemplo común es el de escribir un arreglo de

información numérica a una hoja de datos, en primer término se deberá dar formato a la cadena de manera tal que cada valor numérico sea separado por un delimitador. Para escribir un arreglo de valores numéricos a una hoja de cálculo, se debe dar formato al arreglo con la función Array to spreadsheet string y especificar el formato y el delimitador. File I/O



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Las funciones de File I/O transfieren datos desde y hacia archivos. Se utilizan para cualquier aspecto de transferencia de datos, incluyendo: abrir y cerrar archivos de datos, leer y escribir datos en archivos, leer y escribir en formato para hojas de cálculo, mover y renombrar archivos y directorios, cambiar las características de archivos, crear, modificar, y leer un archivo de configuración.

Figura 3.- Funciones para archivos de entrada/salida

Utilice VIs de alto nivel para operaciones de

entrada/salida comunes. Utilice las funciones y VIs de bajo nivel para controlar cada operación de entrada/salida de manera individual Una operación básica de archivos entrada/salida puede ser explicada con el siguiente proceso:

1. Crear o abrir un archivo. Para esto se indica dónde se ubica el archivo o dónde se desea crear, especificando la ruta (path) o respondiendo a un mensaje para dirigir a LabVIEW hacia la ubicación del mismo.

2. Leer o escribir al archivo.

3. Cerrar el archivo.



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La mayoría de las funciones para mover archivos ejecutan

solo un paso en una operación de entrada-salida. Sin embargo, algunos VIs de alto nivel de integración (entrada-salida) están diseñados para transferencias comunes y realizan los tres pasos citados. Aunque estos VIs en ocasiones no son tan eficientes como los de bajo nivel, pueden ser útiles para familiarizase.

Las funciones para File I/O (archivos entrada-salida)

dependen del formato de de los archivos. Es posible leer y escribir desde-hacia los archivos en tres formatos: texto, binario, y bitácora de datos. El formato que se utilice dependerá de la información que se adquiera o cree, además de las aplicaciones que tendrán acceso a dicha información.

Para determinar cuál será el formato que se debe utilizar

cuando se desea escribir o leer a un archivo se sugiere lo siguiente:

Si se desea que la información esté disponible para otras

aplicaciones (Excel por ejemplo), utilice archivos de texto, ya que son los más comunes y los que mejor se adaptan para estas situaciones.

Si lo que se pretende es accesar de manera aleatoria a

lecturas o escrituras o, si la rapidez y el espacio de almacenamiento es un elemento a considerar, utilice los archivos binarios; estos son más eficientes que los de texto en lo que se refiere a la rapidez y espacio.

Si se desea manipular información de datos compleja o

diferentes tipos de datos en LabVIEW, se recomienda utilizar archivos con formato de bitácora de datos (datalog files); son ideales para trabajar dentro de LabVIEW.

LabVIEW proporciona funciones de alto nivel para operaciones comunes de entrada-salida de datos a archivos, como escribir o leer algunos tipos de información, tales como: caracteres desde archivos de texto ó hacia ellos,



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líneas de archivos de texto, arreglos de una o dos dimensiones numéricos de precisión

simple desde hojas de cálculo ó hacia ellas, arreglos de una o dos dimensiones numéricos de 16 bits con

signo desde archivos binarios ó hacia ellos.

Es posible reducir tiempos y esfuerzo de programación utilizando los VIs de alto nivel para escribir o leer archivos. Los VIs de alto nivel ejecutan una lectura o escritura además de abrir y cerrar el archivo. Se recomienda no colocar estos VIs dentro de estructuras de ciclos, ya que dichas funciones realizan operaciones para abrir y cerrar los archivos en cada iteración del ciclo.

Las VIs de alto nivel esperan como argumento una entrada para la búsqueda del archivo. Si no se especifica, un mensaje aparecerá para que sea designada la localidad del elemento de almacenamiento donde se ubica el archivo a leer o escribir. Si ocurre un error, el VI de alto nivel mostrará un mensaje que describe tal error.

Nodos de propiedades Los nodos de propiedades se utilizan para asignar varias propiedades a una aplicación o VI. Para seleccionar las propiedades de un nodo se colocan sobre el elemento y se presiona el botón derecho del ratón. Posteriormente se utiliza la opción de crear un nodo de propiedad.

Figura 4.- Nodo de propiedad para instrumentos VISA



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Figura 5.- Nodo de propiedades para STRING

Es posible generar múltiples propiedades de lectura o escritura para un solo nodo. Lo anterior se logra expandiendo las propiedades para mostrar nuevas terminales. Una flecha con dirección a la derecha del nodo indica que esa propiedad puede ser leída. Una flecha a la izquierda del nodo indica que esa propiedad puede escribirse (asignarse). Presione el botón derecho del ratón sobre la propiedad para cambiar a lectura o escritura dicho elemento. Cabe señalar que no todos pueden cambiar a lectura o escritura. El nodo se ejecuta de arriba hacia abajo. No se ejecuta si existe algún error antes de empezar, así que es recomendable revisar si existe algún error. Si un error se presenta en una propiedad, LabVIEW ignora las propiedades restantes y regresa (muestra) un error. El cluster error out contiene información sobre cuál propiedad causó el error. Cuando se crea un nodo de propiedades a partir de un objeto del panel, colocando el ratón sobre él y presionando el botón derecho, LabVIEW crea un nodo de propiedades en el diagrama a bloques que se encuentra implícitamente conectado con ese objeto en el panel frontal. Debido a que se encuentra implícitamente enlazado con el elemento, no es necesario conectar la terminal del nodo de propiedades a dicho elemento del panel frontal. Se comenzará a realizar los ejercicios de esta práctica, la cual consistirá en un subVI que se llamará “construir cadena de caracteres”. Dicho subVI convertirá un valor numérico en una cadena, concatenará la cadena con otras para formar una salida, y determinará la longitud de la misma. El subVI también buscará



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un patrón en una cadena y convertirá la información restante en valores numéricos. Desarrollo

1. Abra un Nuevo VI y genere el siguiente panel frontal.

Figura 6.- Panel frontal para “construir cadena de caracteres”

a) Presione el botón derecho del ratón sobre

Cadena Z y seleccione “’\’ Codes Display.

2. Genere el siguiente diagrama a bloques.

Figura 7.- Diagrama a bloques de “construir cadena de caracteres”



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a) Coloque la función Format Into String

(Functions ProgrammingString; todas las funciones están en este submenú). Esta función convierte los valores numéricos a una cadena de caracteres.

b) Presione el botón derecho del ratón sobre Format Into String y seleccione Edit Format String.

c) Seleccione la opción Use Specified precision y escriba el número 4 en el apartado de la derecha para crear un formato de cadena que convertirá un valor numérico en una cadena con cuatro dígitos después del punto decimal.

Figura 8.- Asignando formato a la cadena

d) Presione OK. LabVIEW creará una constante con

las opciones seleccionadas (%.4f). e) Coloque el cursor sobre la constante creada y

presione el botón izquierdo del ratón dos veces (para editar); antes y después del %.4f escriba un espacio (barra espaciadora).

f) Presione el botón derecho del ratón sobre la constante y seleccione ‘\’ Codes Display. Los espacios generados ahora aparecerán con el códigoo \s.

g) Coloque la función Concatenate Strings. Esta función combinará (concatena) dos cadenas en una sola.

h) Coloque la función String Length. Esta función proporciona el número de caracteres del indicador Cadena combinada.

i) Utilice la función Match Pattern para buscar en la Cadena Z el caracter “:”.

j) Coloque el cursor sobre la entrada Regular Expression de la función Match Pattern.



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Presione el botón derecho del ratón y cree una constante; escriba un “:” en ella.

3. Utilice el panel frontal para asignar los valores

predeterminados al VI. Coloque el cursor sobre Encabezado y presione el botón derecho del ratón. Escoja la opción Data OperationsMake Current Value Default. Realice lo mismo para Número, Restante y Cadena Z.

Figura 9.- Asignando valores predeterminados a “Construir cadena de caracteres”

4. Cree el siguiente ícono para el subVI.

Figura 10.- Ayuda contextual del VI “Crear una cadena"

5. Guarde el VI con el nombre “Construir cadena de

caracteres”.



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6. Cambie los valores del panel frontal y ejecute el VI. El VI concatena Encabezado, Número, y Restante en la Cadena combinada y muestra la longitud de la misma. El VI busca en la Cadena Z un símbolo “:”, convierte la cadena subsecuente a Número de salida, y muestra el índice del primer caracter después del símbolo en Caracteres después de la igualdad.

7. Guarde y cierre el VI.

En el siguiente ejercicio se creará un VI que concatene un

mensaje, número, y unidad a un archivo de caracteres, el cual se llamará “Escritura de archivo”.

8. Abra un nuevo VI y genere el siguiente panel frontal.

Figura 11.- Panel frontal “Escritura de archivo”

a) Utilice controles de cadenas para Cadena a

escribir y Unidad a escribir. b) Expanda Cadena a escribir como se muestra (de

manera vertical). Presione el botón derecho del ratón sobre él y escoja Visible ItemsVertical Scrollbar.

c) Realice lo mismo que en el punto 3 para asignar valores predeterminados.




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Figura 12.- Diagrama a bloques “Escritura de archivo”

a) Coloque el subVI “Construir cadena de

caracteres” que se realizó anteriormente. Con él se concatenarán las tres entradas para crear una cadena con lo que se asigne.

b) Utilice la función Open/Create/Replace File (Functions ProgrammingFile I/O; todas las funciones de lectura-escritura se encuentran en ese menú) para generar un aviso cuando se desee crear un archivo.

c) Coloque el cursor sobre la entrada Prompt de la función anterior; presione el botón derecho del ratón y seleccione CreateConstant. Escriba en la constante “Nombre del archivo”.

d) Coloque el cursor sobre la terminal Operation(0:open) de la función anterior y cree una constante. Seleccione de la constante la opción Replace or Create.

e) Utilice la función Write to Text File para escribir al archivo la cadena generada.

f) Se debe cerrar el archivo generado, por lo que se utilizará la función Close File.

g) Si existiera algún error en el proceso de escritura, es recomendable tener conocimiento de la causa del mismo, por ello, se colocará la función Simple Error Handler (Functions ProgrammingDialog & User Inferface) para determinar cuál fue la causa del error.

10. Guarde el VI como “Escritura de archivo”



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11. Cambie los valores del panel frontal (cadenas,

numéricos) y ejecute el VI. Aparecerá una ventana con llamada “Nombre del archivo”.

12. Escriba el nombre que desee para el archivo.txt; guarde

el archivo en la carpeta correspondiente a esta práctica (recuerde asignar .txt al final).

Ahora se creará un VI “Lectura de archivo” que leerá lo antes escrito; se desea modifique el anterior (recuerde guardar el nuevo VI con el nombre señalado).

13. Genere el siguiente panel frontal (recuerde que es un indicador de cadena)

Figura 13.- Panel frontal “Lectura de archivo”


Figura 14.- Diagrama a bloques “Lectura de archivo”

15. Ejecute el VI y observe el comportamiento. 16. Ejecute de nuevo el VI. Cuando pregunte por el archivo,

cancele la operación y observe el comportamiento.

17. Guarde el VI como “Lectura de archivo” y cierre el VI.



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En el siguiente ejercicio se utilizarán funciones para crear un archivo que contenga información de dos señales (seno y coseno) además de ruido. Al tener la información sobre el comportamiento de algunas señales, será posible realizar reportes más precisos y documentos compatibles con la mayoría de los procesadores de palabras y/o programas para hojas de cálculo. El nombre del VI será “Hoja de cálculo”.

18. Cree el siguiente panel frontal.

Figura 15.- Panel frontal “Hoja de cálculo”

a) Coloque un gráfico para mostrar las señales. b) Modifique las leyendas de las señales como se

sugiere. c) Cree una tabla (ControlsModernTable) y

asigne los encabezados Seno, Ruido, y Coseno. d) Seleccione la tabla y presione el botón

derecho del ratón. Del submenú Visible Items active las opciones que se indican en la siguiente figura.

Figura 16.- Configuración de tabla

19. Genere el siguiente diagrama de bloques.



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Figura 17.- Diagrama de bloques “Hoja de cálculo”

a) Coloque dos VIs Sine Pattern

(FunctionsSignal ProcessingSignal Generation)

Figura 18.- Ubicación de “Sine Pattern.vi”

b) Cree una constante para uno de los VIs y

asigne una fase de 90 grados (en la terminal phase).

c) Coloque el VI Uniform White Noise (Functions ProgrammingSignal ProcessingSignal Generation)

d) Utilice la función Build Array para construir un arreglo de tres elementos. No se desea concatenar, ya que se crearía un solo vector, por lo que la función debe ser desactivada en lo que se refiere a concatenación. Coloque el cursor sobre la función y presione el botón derecho del ratón; desactive la función Concatenate Inputs.



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e) Coloque la función Transpose 2D Array

(FunctionsProgrammingArray). Esta función cambia las filas p or columnas y viceversa.

f) Utilice el VI Write to Spreadsheet file (FunctionsProgrammingFile I/O) para crear un archivo en formato de hoja de cálculo. Observe que la función proporciona la opción de realizar la transpuesta de la entrada, sin embargo, se utilizará la función Transpose 2d Array para mostrar en la tabla “Datos del proceso” la información durante el proceso.

g) Genere una constante para crear una transpuesta del archivo en la terminal transpose?(no:F) y cambie el valor de la misma a TRUE.

Figura 19.- Configuración para transpuesta de la información

h) Coloque el VI Read From Spreadsheet

(FunctionsProgrammingFile I/O) y cambie el formato a cadena (string) del menú que se encuentra debajo del VI .

i) Utilice la función Number To Fractional String (Fuctions Programming String String/Number Conversion) para convertir el valor numérico entrante en una cadena de caracteres.

Figura 20.- Conversión de número a cadena

j) Cree una constante en la terminal

precision(6) y asigne el número 2.



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k) La tabla posiblemente sea un control, por lo que se debe cambiar a indicador. Coloque el cursor sobre la tabla y presione el botón derecho del ratón. Seleccione Change to Indicator.

l) Copie (ctrl+C) la tabla “Datos del proceso” para generar la faltante. Pegue (ctrl+V) y cambie el nombre a “Archivo de datos”.

20. Guarde el VI con el nombre “Hoja de cálculo”. 21. Seleccione la opción Highlight Execution

22. Ordene las ventanas en formato arriba-abajo (WindowTile Up and Down).

Figura 21.- Formato final “Hoja de cálculo”

23. Ejecute el VI. Observe cómo LabVIEW asigna la

información a la tabla Datos del proceso y grafica las señales. Cuando termina de realizar dichas operaciones, pregunta dónde desea guardar el archivo y el nombre del mismo.



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24. Guarde el archivo con el nombre “Hoja de cálculo.txt” y

observe la tabla Archivo de datos.

Ahora toca turno a las propiedades de los nodos, con las que es posible programar comportamientos a los elementos del panel frontal.

25. Genere el siguiente panel frontal.

Figura 22.- Panel frontal “Propiedades de nodos”




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Figura 23.- Diagrama a bloques “Propiedades de nodos”

a) Coloque las funciones de comparación Greater?

y Select (FunctionsProgrammingComparation) y asigne a una de ellas las constantes 2 y 0.

b) Utilice la función Color Box Constant (FunctionsProgrammingDialog & User Interface) para asignar colores cuando el valor sea mayor y menor. Coloque dos y cambie los colores colocando el cursor sobre ellos hasta que cambie de forma a una mano.

c) Coloque el cursor sobre el ícono Tanque y presione el botón derecho del ratón. Cree una propiedad manipulable del nodo seleccionando la de rellenado de color (CreateProperty Node).



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Figura 24.- Propiedad de rellenado de color para el nodo Tanque

d) Expanda el menú donde se encuentra la

propiedad antes descrita. Son necesarios dos espacios más. No se preocupe cuál propiedad se presenta.

e) Coloque el cursor sobre la segunda propiedad y (cuando cambie de forma a una mano) seleccione la propiedad de posición absoluta (PositionAll Elements).

Figura 25.- Propiedad de posición absoluta para el nodo Tanque

f) Repita el paso anterior con la tercer

propiedad, pero ahora seleccione la propiedad para deshabilitar el indicador.

g) Posiblemente las propiedades se encuentren para formato de lectura, habrá entonces que modificarlas para escritura. Seleccione las propiedades del nodo Tanque y presione el botón derecho del ratón; utilice la opción Change all To Write.



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Figura 26.- Cambiar propiedades del nodo Tanque a escritura

h) Repita los pasos para los controles de cadena

de caracteres, booleano, límite, posición vertical y horizontal del tanque, con las propiedades para deshabilitado.

27. Guarde el VI como “Propiedades de los nodos”. 28. Ejecute el VI y observe el comportamiento inicial.

29. Mueva los controles de posición para el tanque.

30. Cambie los valores del control Límite.

31. Encienda el interruptor de deshabilitación y observe el

comportamiento.

32. Modifique las posiciones del tanque, así como el valor del Límite.

33. Apague el interruptor de deshabilitación.

34. Detenga el VI.

35. Utilice la opción Highlight Execution. Presione ctrl+T

para observar el panel frontal junto con el diagrama a bloques.

36. Ejecute el VI. Después de dos iteraciones, encienda el

interruptor de deshabilitación y observe.

37. Cierre el VI.

Tarea:



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Utilizando el VI de la práctica anterior, Análisis de temperatura (el ejercicio, no la tarea) realice ajustes para que:

cuando la temperatura sea mayor a 85 grados Fahrenheit, el trazo cambie de color a rojo,

cuando sea menor deberá ser azul; además deberá guardar los datos generados por el VI en un

archivo y, el archivo deberá presentar su contenido en el panel

frontal. Guarde el VI con el nombre: Práctica #10 Propiedad de nodos Apellidos.vi Preguntas

1) ¿Cuáles son los diferentes tipos de formato para las cadenas de caracteres? Explique brevemente cada una de ellas.

2) ¿Qué utilidad presenta el cambiar las propiedades de los

nodos?

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