Çeviri Edt. Doç. Dr. Ahmet Mavi. Herkes İçin LabVIEW ISBN Kitapta yer alan bölümlerin tüm sorumluluğu yazarlarına aittir.

Transkript

1 Çeviri Edt. Doç. Dr. Ahmet Mavi Herkes İçin LabVIEW ISBN Kitapta yer alan bölümlerin tüm sorumluluğu yazarlarına aittir. 2012, Pegem Akademi Bu kitabın basım, yayın ve satış hakları Pegem Akademi Yay. Eğt. Dan. Hizm. Tic. Ltd. Şti ye aittir. Anılan kuruluşun izni alınmadan kitabın tümü ya da bölümleri, kapak tasarımı, mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik, kayıt ya da başka yöntemlerle çoğaltılamaz, basılamaz, dağıtılamaz. Bu kitap T.C. Kültür Bakanlığı bandrolü ile satılmaktadır. Okuyucularımızın bandrolü olmayan kitaplar hakkında yayınevimize bilgi vermesini ve bandrolsüz yayınları satın almamasını diliyoruz. 1. Baskı: Eylül 2012 Dizgi-Grafik Tasarım: Doç.Dr. Ahmet Mavi Arif Daş Kapak Tasarımı: Gürsel Avcı Baskı: Ayrıntı Matbaası (Ankara ) Yayıncı Sertifika No: Matbaa Sertifika No: İletişim Karanfil 2 Sokak No: 45 Kızılay / ANKARA Yayınevi: Yayınevi Belgeç: Dağıtım: Dağıtım Belgeç: Hazırlık Kursları: E-ileti: pegem@pegem.net

2

3 ÇEVİRİ EDİTÖRÜ Doç.Dr. Ahmet MAVİ ÇEVİRİ KURULU Ünvan, Ad Soyad Üniversite Çevirdiği Bölüm Prof.Dr. Yaşar DEMİR Muğla 1-2 Prof.Dr. Mehmet ERTUĞRUL Atatürk 3 Doç.Dr. Ahmet MAVİ Atatürk 4-6, Fatih AŞKIN Pamukkale 7 Yrd.Doç.Dr. M. Tolga YURTCAN Atatürk 8 Doç.Dr. Songül DUMAN Atatürk 9 Doç.Dr. M. Akif CEVİZ Atatürk 13 ve 17 Arş.Grv. Serdar AYDIN Atatürk 14 Yrd.Doç.Dr. Mutlu KUNDAKÇI Atatürk Arif DAŞ Atatürk Sözlük ve Ekler

4 Çeviri Editörünün Mesajı Kendimi hiçbir zaman bilgisayar kitabı tercüme ederken bulacağımı düşünmemiştim. Çünkü ben bir biyokimyacıyım. Bilgisayarla ilk tanışmam Ahmet Saray ve Ercan İstek isimli arkadaşlarıma dayanır. Ahmet in her seferinde sistem disketiyle açmak zorunda olduğu hurda bilgisayarlardan toplama garip bir bilgisayarı vardı (1990 ların başı). Şu an ise bilgisayar programlama üzerine devasa reklam bütçesi olan bir şirketi var. Ercan ın ise orijinal bir bilgisayarı vardı. Uzay Yolu ndaki bilgisayarlar gibi konuşmuyordu ama bizim için mükemmel bir şeydi. Bilgisayarlarını ve yemeklerini benimle paylaştıkları için Ahmet e ve Ercan a teşekkür ederim. Üniversite öğrenciliğim sırasında ise bilgisayar hocam ve bu kitabın mütercimlerinden Prof. Dr. Yaşar Demir; herkes Word, Excel vb. anlatırken nedendir bilinmez, O bize Quick Basic programlama dilini anlatarak benim programlama dünyasına ilk adımımı atmamı sağladı yılında ise Prof. Dr. Mehmet Ertuğrul hocamızın organize ettiği bir kurs vesilesi ile kurs hocamız Serdar Bölükbaşıoğlu ve LabVIEW ile tanıştım. Serdar Bey, laboratuvarda cihazların başında kod yazarken her tıkandığımda bana bir telefon kadar yakın olmuştur. Ludre Yazılım şirketinin de sahibi olan Serdar Bey, bu kitabın basımında maddi ve manevi desteğini hiç esirgememiş yegâne yazılım şirketi yöneticisidir. Bu destek bana şirketlerinin büyüklüğünün değil onları yönetenlerin gönüllerinin büyüklüğünün daha önemli olduğunu öğretti. Kendilerine teşekkürü bir borç bilirim. Bu sebeple, geriye dönüp baktığımda bu tercümenin esasında arkadaşlarımın ve hocalarımın bir eseri olduğunu söyleyebilirim. Bu süreçte desteklerinden dolayı eşime ve çocuklarıma teşekkür ederim. Kitaptaki bölümleri çevirme konusundaki teklifimi hiçbir karşılık beklemeksizin kabul eden arkadaşlarıma minnettarım. Ayrıca, nakdi desteğinden dolayı Atatürk Üniversitesi yönetimine müteşekkirim. Uzun süre beklememize rağmen yeterli bir kaynağın ortaya çıkmamasından dolayı haddimiz olmayarak bu kitabı tercüme etmeye karar verdik. Bazı İngilizce terimlerin yerine Türkçe karşılığını, bazılarının yerine ise LabVIEW de ifade edildiği şeklini kullandık. Bu sebeple orta seviye İngilizce bilmenin, kitaptaki bazı terimleri anlamada işinizi kolaylaştıracağı kanaatindeyim. Bu kaynağın LabVIEW e yeni başlayanlar için bir başucu kitabı olacağını düşünüyorum. LabVIEW i hiç bilmeyen bir kişinin bu kitap sayesinde önemli bir seviyeye geleceğinden şüphem yok. Umarım kitabımız geniş araştırmacı ve mühendis kitlelerine ulaşır ve kullanılır. En büyük hayalim 2023 de kitabın etkilerini görmek. LabVIEW i öğrendikçe ne demek istediğimi daha iyi anlayacaksınız. Şu an elinizdeki birinci cildin gelirleri ile ikinci cildi de mümkün olan en yakın zamanda basıma hazırlayacağız. İkinci bölüm, ileri LabVIEW konularını içermektedir. Kitabımızda hatalar olabilir. Hatalı olduğunu düşündüğünüz yerleri lütfen bize yazınız. Bu, kitabın diğer baskılarının daha iyi olmasına yardımcı olacaktır. Orjinal kitap, LabVIEW 8.0 a göre yazılmıştır. Bu sebeple, daha yeni bir sürüm kullanıyorsanız bazı farklılıklarla karşılaşabilirsiniz. Hatasız kul da olmaz kod da ama hatasız kodlar dileklerimle Doç.Dr. Ahmet Mavi Eylül 2012

5 İçindekiler Çeviri Editörünün Mesajı... v Önsöz...xix Laboratuvardan Ötesi...xix Sanal Enstrümentasyonun Büyüyen Dünyası... xix Uygulamalar... xx Kitabın Amacı...xx Temel Konular... xxi İleri Konular... xxii Dosya Adreslerinin (Path) Yazılım Şekilleri...xxv 1. LabVIEW Nedir?... 1 LabVIEW Tam Olarak Nedir ve Benim İçin Ne Yapabilir?... 2 Veri Akışı ve Grafiksel Programlama Dili... 3 LabVIEW Nasıl Çalışır?... 5 Gösteri Örnekleri... 7 NI Example Finder... 7 CD deki Örnekler... 9 Alıştırma 1.1. Sistem Sıcaklığı Demo VI... 9 Alıştırma 1.2. Frekans Özet Ek Alıştırmalar Alıştırma 1-3: Daha Güzel Örnekler Bilgisayarınızı Gerçek Dünyaya Bağlama...17 Gerçek Dünyada LabVIEW in Kullanımı LabVIEW in Gelişimi Veri Toplama (Data Acquisition) Nedir? GPIB Nedir? Seri Portu Kullanarak İletişim... 24

6 VIII Herkes İçin LabVIEW Gerçek Dünya Uygulamaları: Niçin Analiz Yaparız? PXI ve VXI Hakkında Kısa Bilgi Bağlantı İnternet Bağlantısı Ağ Oluşturma ActiveX ve.net Müşterek Kütüphaneler (Shared Libraries), DLL ler ve CIN ler Diğer İletişim Mekanizmaları LabVIEW e Sonradan Eklenebilen Araçlar LabVIEW Real-Time, FPGA, PDA ve Gömülü Sistemler Özet LabVIEW Ortamı...35 Front Panel Kontroller ve İndikatörler Block Diyagram Nod (Node) Hatlar (Kablolar) Veri-akış Programlama: Kendini Akışa Bırak LabVIEW Proje Project Explorer Penceresi Project Explorer Araç Çubuğu Projenize Ekleme Yapma Proje Dosyaları Bir Projeden Madde Silme Building Application, Installer, DLL, Source Distributions ve Zip Dosya. 45 Proje Hakkında Daha Fazlası SubVI, İkon ve Konnektör Alıştırma 3-1: Getting Started Hizalama Izgarası Pull-Down Menüler... 58

7 İçindekiler IX Yüzer Paletler Controls ve Functions Paletler Paletleri İsteğinize Göre Düzenleme Tools Palet Otomatik Araç Seçimi Araç Çubuğu (Toolbar) Pop-Up Menüler Unutulmaması Gereken Pop-Up Menü Özellikleri Pop-Up Özellikleri Help! (Yardım) Context Help Penceresi Online Yardım Express VI lar SubVI ların Genişletilebilir Nodlar Olarak Gösterimi SubVI Alıştırma 3-2: Front Panel ve Block Diyagramda Temel Uygulamalar Özet LabVIEW in Temelleri VI Oluşturma Front Panele Nesneler Yerleştirme Etiketler (Labels) Yazının Font, Stil, Büyüklük ve Renk Değerlerini Değiştirme Block Diyagram Üzerinde Nesneleri Yerleştirme Düzenleme (Edit) Teknikleri Alıştırma 4-1: Düzenleme (Edit) Alıştırmaları Temel Kontroller ve İndikatörler Nümerik (Sayısal) Kontroller ve İndikatörler Boolean String Path

8 X Herkes İçin LabVIEW Dekorasyon Kullanıcı Kontrol ve İndikatörleri Temel Kontrol ve İndikatörlerin Özeti Hat Çekme Otomatik Kablo Rotası Otomatik Hat Çekme Karmaşık Nesnelerde Hat Çekme Kötü Şekilde Hat Çekme Hat Çekme İçin İpuçları Hattı Uzatma Kabloları Seçme ve Silme Kabloların Taşınması Ekranda Görünmeyen Alana Hat Çekme Sabit Değerleri, Kontrolleri ve İndikatörleri Otomatik Olarak Ekleme.138 Yazdığınız VI ı Çalıştırma Alıştırma 4-2: Bir Termometre Yapımı Faydalı İpuçları Klavye Kısa Yol Tuşları LabVIEW de Yapılmış Örnek Programlar Geçiş Araçları Kablonun Yönünü Değiştirme Hat Çekme İşlemini İptal Etme En Son Raptiyeleme Noktasını Silme Mevcut Bir Hat Üzerine Bir Nesne Yerleştirme Bir Nesneyi Hassas Şekilde Taşıma Dijital Kontrollerde Daha Hızlı Artış Sağlama Ring Kontrole Item lerin Girilmesi Bir Nesneyi Klonlama Bir Nesneyi Sadece Bir Doğrultuda Taşıma Renk Alma

9 İçindekiler XI Nesnelerin Yerine Yenilerini Yerleştirme Boş Alan Oluşturma Tercihlerinizi Değiştirme Özet Ek Alıştırmalar Alıştırma 4-3: Sayıları Karşılaştır Alıştırma 4-4: Çok Basit Bir Hesap Makinesi Biraz Daha Altyapı VI ları Yükleme ve Kaydetme Kaydet Seçenekleri Revert LLB ler Kaydet ve Yükle Diyalog Kutuları Filter Rings Hata Ayıklama Teknikleri Bozuk Bir VI ı Onarma Uyarılar En Çok Yapılan Hatalar Bir VI İçinde Adım Adım İlerleme Highlighting (Vurgulama) Mola Noktası Ayarları Programın İşleyişini Geçici Olarak Askıya Alma Prob Kullanma Alıştırma 5-1: Hata Ayıklama SubVI Oluşturma Bir VI dan Bir SubVI Oluşturma Block Diyagram Üzerindeki Bir Bölgeyi SubVI a Dönüştürme SubVI Yardım: Tavsiye edilen, Elzem ve Seçmeli Inputlar Relink: SubVI ların Bağlantı Uçlarını Değiştirme Çalışmanıza Açıklama Ekleme

10 XII Herkes İçin LabVIEW Nesnelere Tanım (Description) ve Tavsiye (Tip) Metni Ekleme VI Properties ile VI ların Açıklamalarını Girme Biraz da Yazıcıdan Çıktı Alma Hakkında Konuşalım Alıştırma 5-2: SubVI Oluşturma Özet Ek Alıştırmalar Alıştırma 5-3: Ortalama Hesaplama Alıştırma 5-4: Bir Sayının Sıfıra Bölümü (Kim demiş olmaz diye?) Yapılarla Programın İşleyişini Kontrol Etme For Döngüsü ve While Döngüsü For Döngüsü While Döngüsü Döngülerin İçindeki Terminaller Alıştırma 6-1: Döngünün Tur Sayısını Bulma Shift Registers Alıştırma 6-2: Shift Register Alıştırması Shift Register Niçin Gerekli? Shift Registers Başlangıç Değeri Feedback Node Tünellerin (Tunnels) Shift Register a Dönüştürülmesi Case Yapısı Input ve Output ları Bağlama İlave Durum Pencereleri Oluşturma Diyaloglar Alıştırma 6-3: Karekök Select Fonksiyonu Sequence Yapısı: Flat veya Stacked Stacked Sequence Pencereleri ve Sequence Locallerin İstenmemesi Zamanlama (Timing) Alıştırma 6-4: Sayı Yakalama

11 İçindekiler XIII Express Timing Fonksiyonları Timed Yapıları Timed Döngüsü Timed Sequence Timed Yapısı VI ları Formula Node Alıştırma 6-5: Formula Keyfi Expression Node While Döngüsü + Case Yapısı Ana Döngü Bir While Döngüsünde Birden Fazla İşi Gerçekleştirme Wait For Front Panel Activity Fonksiyonu Özet Ek Alıştırmalar Alıştırma 6-6: Eşitlikler Alıştırma 6-7: Hesap Makinesi Alıştırma 6-8: For/While Döngüsü Bileşimi Alıştırma 6-9: Diyalog Göster Array (Dizi) ve Cluster (Küme) Array (Dizi) Nedir? Array Kontrol ve İndikatör Oluşturma Array Kaydırma Çubuğu Auto-Indexing i Kullanma Döngü Tur Sayısını Ayarlamak İçin Otomatik İndekslemeyi Kullanma.247 İki Boyutlu Arrayler İki Boyutlu Arrayler Oluşturma Alıştırma 7-1: Auto-Indexing i Kullanarak Array Oluşturma Array Fonksiyonları Alıştırma 7-2: Array Cambazlığı Polimorfizm

12 XIV Herkes İçin LabVIEW Alıştırma 7-3: Polimorfizm Bileşik Aritmetik Boolean Aritmetiğinin Hakkında Biraz Bilgi Kümeler (Cluster) Hakkında Her şey Küme Kontrollerini ve İndikatörlerini Oluşturma Küme Düzeni Kümeleri Kullanarak SubVI lardan Veri Alma ve SubVI lara Veri Aktarma Bir Küme Elemanını Değiştirme Kümeden Eleman Ayırma Alıştırma 7-4: Küme Alıştırması İsimli Bundle ve Unbundle Alıştırma 7-5: Kümeler ile Daha Fazla Eğlence Array Küme Dönüşümü Array ve Kümeler için Comparison (Karşılaştırma) Fonksiyonu Modları Hata Kümeleri ve Hata-İşleme (Error Handling) Fonksiyonları Hata Kümesi Veri Türü (Error Cluster Datatype) Hata Üretme: Hata Veri Akışı SubVI larda Hata Üretme ve Hataya Tepki Gösterme SubVI larda Hata İşleme SubVI larda Hata Oluşturma Kullanıcıya Hata Mesajları Gösterme Hata Giderme İçin Ekstra İpuçları Özet Ek Alıştırmalar Alıştırma 7-6: Sırayı Ters Çevir Alıştırma 7-7: Alt Kümesini Alma Alıştırma 7-8: Zar Mücadelesi Alıştırma 7-9: Array Elemanlarını Çarpma

13 İçindekiler XV 8. LabVIEW de Çizelgeler ve Grafikler Dalga-form Çizelgeler (Waveform Charts) Çizelge Güncelleme Modları (Chart Update Modes) Tek Çizgi Çizelgeler Çoklu Çizim Çizelgesini Kablolama Tekli ve Çoklu Çizim Mod Çeşitleri: Hatırlatma Amaçlı Hile Dijital Ekranı Görme X Kaydırma Çubuğu (Scrollbar) Çizelgenin Temizlenmesi Grafikleri Ayrı Bölümlerde Gösterme veya Aynı Yerde Üst Üste Bindirme Birden Fazla Y Eksenine İhtiyacınız Varsa Çizelge Geçmişinin Uzunluğu Alıştırma 8-1: Bir Sıcaklık Monitörü Grafikler Tek-Çizim Dalga-form Grafikler (Single-Plot Waveform Graphs) Çoklu-Çizim Dalga-form Grafikler Alıştırma 8-2: Dalga-form Grafiğinde Sinüs Grafiği Çizme XY Grafikleri XY Grafiklerinde Opsiyonel Düzlemlerin Gösterilmesi Çizelge ve Grafiklerin Bileşenleri Ölçekleri Değiştirme Grafik Çizgi Biçimi Alıştırma 8-3: Daire Çizmek İçin XY Grafiği Kullanma Graph Paletini Kullanma Grafik İmleçleri Grafik Bilgi Notu Alıştırma 8-4: Sıcaklık Analizi Yoğunluk Çizelgeleri-Üçüncü Boyut Olarak Grafik Rengini Kullanma Alıştırma 8-5: Yoğunluk Grafiği

14 XVI Herkes İçin LabVIEW 3D Grafikler Zaman Etiketleri, Dalga-formlar ve Dinamik Veri Zaman Etiketi (Time Stamp) Dalga-form (Waveforms) Dalga-form Fonksiyonları Alıştırma 8-6: Dalga-form Oluşturma ve Çizme Dijital Veri Dijital Dalga-form Grafikler Dinamik Veri Karışık Sinyal Grafikleri Çizelge ve Grafik Resimlerinin Dışa Aktarılması Özet Ek Alıştırmalar Alıştırma 8-7: Sıcaklık Sınırı Alıştırma 8-8: En büyük ve En Düşük Sıcaklık Değerleri Alıştırma 8-9: Elemanları Rastgele Sayılar Olan Arrayleri Çizdirme Stringler ve Dosya I/O Stringler Hakkında Daha Fazla Bilgi Kendi Gösterim Tipini Seç Tek Satır Stringleri Siz Yazarken Güncelleme Kaydırma Çubuğu Tablolar Liste Kutucukları (Listboxes) String Fonksiyonları Kullanma Alıştırma 9-1: String Oluşturma Ayrıştırma Fonksiyonları Desen Eşleştirme (Match Pattern) ve Kurallı İfadeler (Regular Expressions) Alıştırma 9-2: String Ayrıştırma Hakkında Daha Fazlası

15 İçindekiler XVII Dosya Input/Output Kullanım Şekli Hızlı Veri Yazma ve Ölçüm Dosyalarını Okuma Spreadsheet Dosyalarını Okuma ve Yazma Alıştırma 9-3: Bir Spreadsheet Dosyaya Veri Yazma Alıştırma 9-4: Spreadsheet Dosyadan Veri Okuma Dosyadan Veri Okuma ve Dosyaya Veri Yazma Konusunda Daha Fazlası Alıştırma 9-5: Bir Text Dosyasını Okuma Alıştırma 9-6: Binary Dosyalarına Veri Kaydetme ve Onlardan Veri Okuma Özet Ek Alıştırmalar Alıştırma 9-7: Zamanla Sıcaklık Değişimi Alıştırma 9-8: Spreadsheet Alıştırması

16 Önsöz LabVIEW; veri toplama ve cihaz kontrolü açısından sanayide, akademik çalışmalarda, araştırma laboratuvarlarında kullanılmaya yönelik geliştirilmiş bir programlama dilidir. LabVIEW; Windows, Mac OSX veya Linux işletim sistemleri altında çalışabilen güçlü, esnek veri analiz ve cihaz kontrol sistemidir. LabVIEW i, PDA lar (Palm OS, Pocket PC veya Windows CE cihazlar), real-time platformlar üzerinde çalıştırabilirsiniz. Hatta FPGA yongalar ve 32 bit mikroişlemciler içerisine gömülü LabVIEW programları da çalıştırılabilir. Kendi LabVIEW programınızı yani sanal cihazınızı (VI, virtual instrument) oluşturmak oldukça basit bir işlemdir. LabVIEW in sezgisel arayüzü, program yazmayı ve kullanmayı ilginç ve eğlenceli hale getirmektedir. LabVIEW, geleneksel programlama dillerindeki gibi satır satır yazılan bir dil değildir. Kolayca kullanılabilen grafiksel programlama ortamıdır; veri toplama (DAQ), veri analiz etme ve sonuçların sunulması konularında gerekli olan tüm araçlara sahiptir. G olarak ifade edilen bu grafiksel programlama dili ile programlarınızı bir grafiksel block diyagram kullanarak hazırlayabilirsiniz. LabVIEW ile birçok probleminizi kısa sürede çözebilir, normal dillerle yazmaya kalktığınızda başınıza bela olacak işleri kolayca halledebilirsiniz. Laboratuvardan Ötesi Adının da ima ettiği gibi LabVIEW, dünyanın önde gelen araştırma ve geliştirme laboratuvarlarında (örneğin Lawrence Livermore, Argonne, Batelle, Sandia, Jet Propulsion Laboratory, White Sands ve Amerika da Oak Ridge ve Avrupa da CERN), sanayinin araştırma-geliştirme laboratuvarlarında, dünyanın değişik üniversitelerinde özellikle elektrik ve makina mühendisliği ve fizik laboratuvarlarında oldukça popüler olan bir programlama dilidir. LabVIEW, laboratuvar dışına da taşmış ve bugün uzay mekiklerinden denizaltılara, Kuzey Denizi ndeki petrol kuyularından Yeni Zelanda daki fabrikalara kadar geniş bir coğrafyaya yayılmıştır. Yeni internet özellikleri sayesinde artık bir yere gitmeden laboratuvarınızı LabVIEW ile uzaktan kontrol edebilirsiniz. LabVIEW ile yapılan sanal cihazlar size maliyet, zaman ve esneklik açısından önemli avantajlar sağlayacaktır. Sanal Enstrümentasyonun Büyüyen Dünyası Çoğu üretim yerinde muhakkak bir şeyler ölçülür. Örneğin sıcaklık. Fırınlarda, buzdolaplarında, seralarda, temiz odalarda, sabun tanklarında sıcaklık ölçümü yapılması gerekir. Sıcaklıktan öte basınç, kuvvet, konum, gerilim vb. büyüklükleri de ölçmek gerekmektedir. LabVIEW, bu büyüklükleri ölçecek şeylerle bilgisayarları buluşturmaktadır. LabVIEW sadece bununla da kalmayıp verileri görüntüler ve analiz eder. Bir şeyi ölçüp analiz ettikten sonraki adım, genellikle elde ettiğiniz verilere göre bir şeyleri değiştirmektir. Örneğin ölçtüğünüz sıcaklık değerine göre fırını veya klimayı açma veya kapatma komutu göndermek gibi. LabVIEW bu işleri kolaylıkla yapabilir. Bu LabVIEW in güçlü yanıdır. LabVIEW bu işleri doğrudan yapabildiği gibi programlanabilir mantıksal kontrolörler (PLC) ile haberleşerek de yapabilmektedir.

17 Uygulamalar LabVIEW i kullanabileceğiniz işlerden bazıları: Kap atışını simüle etme Dondurma yapım sürecini kontrol etme Uzay mekiğinde hidrojen gazı sızıntısını belirleme Bebek deve kuşlarının beslenme alışkanlıklarının izleme Güç kalitesini analiz etmek için güç sistemlerini modelleme Laboratuvar farelerinde deneyin fiziksel etkilerini ölçme Servo ve step motor hareketini kontrol etme Bilgisayarlardaki ve diğer elektronik cihazlardaki devre kartlarını test etme Sanal gerçeklik sistemlerinde hareketi simüle etme Helyum doldurulmuş bir zeplini web üzerinden uzaktan kontrol etme TPS raporunuz için otomatik olarak kapak sayfası oluşturma Kitabın Amacı Herkes İçin LabVIEW kitabı hızlı ve kolay bir şekilde LabVIEW i öğrenmenizi ve bu konuda uzmanlaşmaya başlamanızı sağlayacaktır. Bu kitap, değişik teknikleri size göstermek için ilave örnekler ve alıştırmalar sunmakla beraber LabVIEW hakkında başka bilgi kaynakları sunmakta ve LabVIEW uygulamalarının açıklamalarını bulundurmaktadır. Lütfen kitabın ekindeki CD de bulunan programları açın, inceleyin, kullanın ve üzerinde değişiklik yapın. adresli siteden örnekleri, alıştırmaları güncelleyebilir ve düzeltme cetveline ulaşabilirsiniz (Çeviri editörünün notu: orijinal kitap için geçerlidir). LabVIEW in 30 günlük kullanımı olan en yeni deneme sürümünü adresinden indirebilirsiniz. Bu kitap, bilgisayarınızda bulunan işletim sisteminin temel bilgisine sahip olduğunuz düşünülerek yazılmıştır. Bilgisayar konusunda çok fazla deneyiminiz yoksa işletim sistemi kullanım kılavuzunu okumanızı, bilgisayarınız ile alıştırma yapmanızı tavsiye ederiz. Örneğin menülere nasıl gireceğinizi, dosyaları açmayı ve kaydetmeyi, yedekleme diski oluşturmayı ve fareyi kullanmayı bilmeniz gerekmektedir. Diğer programlama dilleri (C, Java, FORTRAN, vb.) ile temel programlama becerileri edinmişseniz bu size bir avantaj sağlayacaktır ancak LabVIEW i kullanmak için diğer programlama dillerini bilmek gerekmemektedir. Bu kitabı okuyup, alıştırmalarını yaptıktan sonra aşağıdaki işlemleri rahatlıkla yapabilirsiniz. LabVIEW de programlar (VI lar) yazmak Değişik hata ayıklama tekniklerini kullanmak Dâhili LabVIEW fonksiyon ve VI ları üzerinde oynamak VI larınızı subvi olarak kaydetmek Grafiksel kullanıcı arayüzler (GUI, graphical user interfaces) tasarlamak Verilerinizi bir dosyaya kaydetmek ve verileri bir grafik ya da çizelgede göstermek General Purpose Interface Bus (GPIB) veya seri veri yolu içeren cihazları kullanan uygulamalar yapmak Takılabilir DAQ kartlar kullanan uygulamalar oluşturmak Verilerinizi işlemek için dâhili analiz fonksiyonlarını kullanmak

18 LabVIEW programlarınızın hız ve performansını iyileştirmek Event structure gibi ileri teknikleri kullanmak VI larınızı kontrol etmek ve internet veya Web üzerinden verilerinizi yayınlamak Kendi cihazınızı kontrol etmek için LabVIEW i kullanmak Bu kitap cihaz kontrol ve veri analiz uygulamaları konusunda hızlı bir ilerleme kaydetmenizi sağlayacaktır. Kitap iki ana bölümden oluşmaktadır: Temel konular ve İleri konular. Temel konular dokuz bölümler oluşmaktadır ve size LabVIEW de programlamanın temellerini öğretecektir. İleri konular, becerilerinizi daha da geliştiren ve işinize yarayacak teknikler içeren sekiz bölümden oluşmaktadır. Size kitabın en başından itibaren okumanızı ve ondan sonra ileri konulara geçmenizi tavsiye ederiz ancak zamanınız fazla yoksa istediğiniz konuları okuyunuz. On yedi bölümün her birinde, öğrenmeyi kolaylaştırmak için bölümdeki konular belirli bir sıraya göre verilmiştir. Bu sıra aşağıdaki gibidir. Genel Bakış, Amaçlar ve Anahtar Kelimeler o bölümde bahsedilecek ana düşünceyi tanımlamaktadır. Ana bölümde konuyla ilgili açıklamalar yer almaktadır Alıştırma konuyu pekiştirmektedir Özet kısmında bölüm kısaca özetlenmektedir Ek Alıştırmalar daha fazla uygulama yapmanızı sağlamaktadır. Temel Konular 1. bölüm (LabVIEW nedir?) LabVIEW i anlatmaktadır ve LabVIEW in kullanımı ve özelliklerinden bahsetmektedir. 2. bölümde (Bilgisayarınızı Gerçek Dünyaya Bağlama) sanal enstrümentasyonu ve LabVIEW ile veri analizi, GPIB ve seri iletişimin nasıl gerçekleştirildiğini göreceksiniz. 3. bölümde (LabVIEW Ortamı) LabVIEW Project Explorer ı ve virtual instrument (veya VI), Help penceresi, menüler, araçlar, paletler ve subvi lar gibi önemli bileşenlerden bahsedilecektir. 4. ve 5. bölümlerde (LabVIEW in Temelleri ve Daha Fazla Altyapı) kontrol ve indikatörleri (numeric, Boolean ve string gibi); VI ları kablolama, oluşturma, düzenleme, hatadan arındırma ve kaydetme işlemlerini; subvi lar oluşturma ve çalışmalarınıza açıklama ekleme konularını kullanarak LabVIEW de programlamanın temellerini göreceksiniz. 6. bölümde (Yapılarla Programının İşleyişini Kontrol Etme) While ve For döngüleri, shift registers, Case yapısı, Sequence yapısı ve Formula Node lardan oluşan LabVIEW in temel programlama yapılarını anlatılacaktır. Burada While döngüsü ve Case yapısını birleştireceksiniz. 7. bölümde (Array (Dizi) ve Cluster (Küme)), dizi ve kümeleri nasıl kullanacağınızdan bahsedeceğiz. Bu bölümde ayrıca dizi ve kümeleri düzenlemek için gerekli fonksiyonları göreceksiniz. Ayrıca LabVIEW de hata kümelerini ve doğru hata işlemeyi nasıl yapacağınızı öğreneceksiniz. 8. bölüm (LabVIEW de Çizelgeler ve Grafikler) LabVIEW deki çeşitli çizelge (chart) ve grafikleri anlatacak ve onları, verileri sunmak için nasıl kullanacağınızı öğretecek.

19 9. bölüm (Stringler ve Dosya I/O) string veri tipi, string fonksiyonları ve tablolar üzerinde duracak. Burada düzenli ifade kodlarını kullanarak bir stringi nasıl çözümleyeceğinizi öğreneceksiniz. Ayrıca LabVIEW in basit File I/O VI ları kullanarak verilerinizi nasıl kaydedeceğinizi ve verileri bir dosyadan nasıl okuyacağınızı göreceğiz. İleri Konular 10. bölüm (Sinyal Ölçümü ve Sinyal Üretimi: Veri Toplama) size sinyal, veri toplama (data acquisition), analog ve dijital I/O konularının arkasındaki bazı teorileri öğretecektir. Burada donanım konusundaki düşünceleri öğreneceksiniz ve cihaz kontrolde yaygın olarak kullanılan önemli kısaltmaların bazılarını bulacaksınız. Ayrıca Measurement & Automation Explorer ı (MAX) kullanarak ve NI-DAQmx cihazları yapılandırarak veri toplama konusunda yazılım ayarlarını konuşacağız. 11. bölüm (LabVIEW de Veri Toplama), 10. bölümde öğrendiğiniz temel veri toplama konularından sonra DAQmx VI larını kullanarak onları LabVIEW de nasıl kullanacağımızı öğretecektir. Kullanımı kolay ve güçlü bir yapı olan DAQmx task konusunu göreceksiniz. Ayrıca bazı alıştırmalar yaparak analog ve dijital veri alma ve gönderme konusu üzerinde uğraşacaksınız. Bölüm, veri toplama uygulamaları konusunda bazı ileri konulardan bahsedip bitecektir. 12. bölüm (LabVIEW de Cihaz Kontrolü), harici bir cihazı LabVIEW ile nasıl kullanacağımızı anlatacak. GPIB, seri, Ethernet ve diğer bazı cihaz ara yüzleri hakkında konuşacağız ve bu arayüzler üzerinden güçlü bir yapı olan VISA yardımıyla nasıl haberleşebileceğimizi göreceğiz. 13. bölüm (İleri Düzey Yapı ve Fonksiyonlar) local ve global değişkenler, property node, invoke node ve Event Structure gibi çok değerli konuları içermektedir. Bu bölümde State Machine ve Queued Message Handler uygulamalarını, mesaj üretme ve eş zamanlı hale getirme fonksiyonlarını (Queues, Notifiers, Semaphores, Rendezvous, ve Occurrences) göreceksiniz. Ayrıca burada size LabVIEW in GUI araçlarından (alt panel, grafik, ses vb.) bahsedilecek. 14. bölüm (İleri Düzey LabVIEW Veri Kavramları), binary ve konfigürasyon dosyaları ile nasıl çalışacağınızı, dosya I/O ve metin dosyaları konusunda daha ileri fonksiyonları öğretmektedir. LabVIEW in DLLs ve Shared Libraries gibi harici kod modüllerini nasıl oluşturup okuyabileceğinizi göreceksiniz. 15. bölüm (LabVIEW in İleri Düzey Özellikleri), VI Setup seçeneklerini kullanarak VI davranışını ve görünüşünü nasıl yapılandıracağınızı gösterecektir. Referanslarla LabVIEW, VI lar ve kontrolleri dinamik bir şekilde nasıl kontrol edeceğinizi ve VI Server konusunu göreceksiniz. Burada Find fonksiyonundan ve VI Hierarchy penceresinden bahsedilecek. 16. bölüm (LabVIEW de Bağlanabilirlik), web üzerinden VI a bağlanma, Shared Variables ile veri paylaşma, ağ iletişimi ve rapor oluşturma gibi konulardan bahsedecektir. 17. bölümde (LabVIEW Programlamada Görsellik) Control Editor ü kullanarak ve resimler ekleyerek uygulamanızı istediğiniz gibi nasıl şekillendirebileceğiniz konusunda bazı püf noktalardan ve sitillerden bahsedilecek. Burada ayrıca programınızın daha az yer kaplayan ve daha hızlı çalışan, başka platformlara taşınabilen bir program olması için bazı programlama tekniklerini öğreneceksiniz.

20 Ek A da (CD İçeriği), CD deki dosyaların özet ve açıklamalarını bulabilirsiniz. Burada LabVIEW in deneme sürümünü kurmak ve kitaptaki örnek ve alıştırmaları bulmak için açıklamalar bulunmaktadır. Ek B de (LabVIEW İçin İlave Araçlar), LabVIEW in fonksiyonelliğini arttırmak için National Instrument ve diğer şirketler tarafından geliştirilen ek araçları göreceksiniz. Ek C (Ücretsiz LabVIEW Araçları: OpenG), işbirliği içinde LabVIEW için ek araçlar geliştiren OpenG.org topluluğundan ve ücretsiz yazılımlardan bahsetmektedir. Ek D de (LabVIEW de Nesneye Yönelik Programlama) LabVIEW nesne tabanlı programlamanın öyküsü de dâhil olmak üzere, LabVIEW nesne tabanlı programlama teknikleri tanıtılacaktır. Ek E (LabVIEW İçin Çözümler); kullanıcı grupları, tartışma forumları ve diğer değişik kaynaklara linkler içermektedir. Ek F de, (LabVIEW Sertifika Sınavları) LabVIEW sertifika sınavlarından, onlara nasıl hazırlanacağınızdan, ne olacağından ve sertifikanın faydalarından bahsedilecektir. Kitabın sonunda sözlük ve indeks bölümünü bulacaksınız. Bu kitapta uygulanan kurallar aşağıdaki tabloda verilmiştir.

21 Bold İtalic Courier VI isimleri, fonksiyon isimleri, menüler, menü içerikleri ve paletler kalın karakterle yazılmıştır. Örneğin TCP Functions paletinden TCP Read i seç gibi. Vurgular, çapraz-başvurular, bir anahtar kelime veya kavramı belirtmek için italic metin kullanılmıştır. Örneğin, Kontrol referans LabVIEW kontrol ya da indikatörlerini işaret eden bir nesnedir ve onların özelliklerini kontrol edebilmektedir Klavye kullanarak girilen karakterler Courier yazı tipinde verilmiştir. Bu yazı tipi dosyalar ve dosya adresleri için de kullanılmıştır. Kodlar, programlama örnekleri, kod örnekleri, bilgisayar ekranında otomatikman görünen mesajlar Courier yazı tipinde verilmiştir. Örneğin Bu kitapta dosya ismi olarak c:\data\datafile.txt giriniz. Not. Bu ikon, sizin dikkatinizi çekebilecek bilgiler olduğunu belirtmektedir. Dikkatli ol! Bu ikon yaygın görülen bazı tehlikelerden ya da zor duruma düşmemeniz için gerekli bilgilerden bahsedileceği anlamı taşımaktadır. İp Ucu. Bu ikon bazı şeyleri daha etkili bir şekilde nasıl yapabileceğinizin ipuçlarını vermektedir. Bu ikonu gördüğünüzde bunun anlamı sözü edilen konu Certified LabVIEW Developer (CLD) sınav konusudur. Bir CLD olmaya hazırlanmak istiyorsanız bu ikona dikkat edin. Sertifika programı hakkında detaylı bilgi için Ek F ye bakın. 6. bölümde, sıklıkla yapılan işler için otomatik programlama imkânı sağlayan LabVIEW in Express teknolojilerini göreceksiniz.

22 Dosya Adreslerinin (Path) Yazılım Şekilleri Farklı platformlar dosya adresi (path) belirtmek için farklı kurallar kullanmaktadır. Örneğin, Windows da adres X:\LABVIEW\MINE.LLB\BINGO.VI şeklindedir. Aynı adres bir MacOS klasik sistemde Hard Drive Name:LabVIEW:Mine. jib:bingo.vi şeklindedir. Linux ve OS X makinalarda ise /usr/labview/mine.llb/ bingo.vi şeklinde olacaktır. Kitap size bir örnek VI ın nerede olduğunu söyleyeceği zaman tüm adres yerine LabVIEW dosya ve klasörlerden varsayılan adresi listeleyecektir. Gösterimi basitleştirmek amacıyla biz adres yazım standardı olarak Windows standardını kullanacağız. Mac OS veya UNIX makina kullanıyorsanız gerekli yerlere uygun olan işaretleri (iki nokta işaretini veya bölü işaretini) yerleştiriniz.

23 1. LabVIEW Nedir? Genel Bakış LabVIEW dünyasına hoş geldiniz. Bu bölüm size LabVIEW hakkında temel açıklamalarda bulunacak, onun yeteneklerini ve hayatınızı nasıl kolaylaştırdığını anlatacaktır. Amaçlar LabVIEW in geliştirdiği fikrin gerçekte ne olduğunu öğrenmek, grafik programlama dili ve veri akışı programlama terimlerinin anlamlarını öğrenmek, NI Örnek Arayıcıyı kullanarak LabVIEW le birlikte gelen tanıtıcı örnekleri incelemek (NI: National Instrument), LabVIEW ortamını hissetmek. Anahtar Kelimeler LabVIEW NI Örnek Arayıcı G Virtual Instrument (VI) (Sanal Cihaz) Veri Akışı Grafiksel Dil Front Panel Block Diyagram İkon Konnektör Toolbar Palet Hiyerarşi

24 2 Herkes İçin LabVIEW LabVIEW Tam Olarak Nedir ve Benim İçin Ne Yapabilir? LabVIEW, Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench kelimelerinin kısaltılmasından elde edilen bir isimdir ve bir programlama ortamını tanımlar. Bu programda, içinden veri akan hatlar yardımıyla fonksiyonel noktaları birbirine bağlayarak bir grafik gösterim üzerinden program yapacaksınız. LabVIEW; C, C++ veya Java gibi geleneksel dillerden farklıdır (bu dillerde programı metin yazarak yaparsınız). Ancak LabVIEW bir programlama dilinden daha fazlasını vadetmektedir. LabVIEW, işlerinin bir parçası olarak bir programa ihtiyaç duyan bilim insanları ve mühendisler gibi kişiler için tasarlanmış, interaktif bir program geliştirme ve uygulama sistemidir. LabVIEW uygulamaları Windows, Mac OSX veya Linux işletim sistemleri altında çalışır. LabVIEW ile Microsoft Pocket PC, Microsoft Windows CE, Palm OS gibi platformlarda ve Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), Digital Signal Processors (DSPs) ve mikro işlemciler gibi değişik gömülü platformları içeren sistemlerde çalışabilen programlar yapılabilir. LabVIEW çok güçlü bir programlama dili kullanır ve birçok LabVIEW kullanıcısı onu G (Graphical dan gelmektedir) olarak isimlendirir. LabVIEW, üretkenliğinizi de arttırır. Geleneksel programlama dilleri ile haftalar veya aylar içerisinde yazılabilecek olan programlar, LabVIEW kullanılarak saatler içerisinde tamamlanır. Çünkü LabVIEW, verileri analiz etmek, ölçümlerini almak ve sonuçlarını kullanıcıya sunmak için özel olarak geliştirilmiştir. LabVIEW ayrıca gelişmiş bir grafiksel kullanıcı ara yüzeyine sahiptir ve böylece işiniz oldukça kolaylaşır. LabVIEW; simülasyonlar, fikirlerin sunumu, genel programlama ve hatta temel programlama özelliklerini öğretmek için kullanılabilir. LabVIEW size standart laboratuvar cihazlarından daha fazla esneklik sağlar çünkü o yazılım temellidir. Cihazın nasıl bir şey olacağını, cihazın üreticisi yerine siz belirlersiniz. LabVIEW i kullanarak ihtiyacınız olan aleti, geleneksel aletlerin maliyetinin küçük bir bölümüne tamamen yeniden oluşturabilirsiniz. İhtiyaçlarınız değiştiği zaman sisteminizde anında değişikliğe gidebilirsiniz. LabVIEW hayatınızı mümkün olduğunca kolaylaştırmanıza yardım eder. LabVIEW, programlama işleriniz esnasında size yardımcı olabilecek ve hafıza işgal etmeden kullanabileceğiniz çok geniş bir fonksiyon ve alt program kütüphanelerine sahiptir. Geleneksel programlama dillerinde karşılaşabileceğiniz gizli programlama problemleri ile LabVIEW de daha az karşılaşırsınız. LabVIEW, Data Acquisition (DAQ) ve General Purpose Interface Bus (GPIB) için kod kütüphaneleri gibi spesifik kütüphane uygulamalarını ve seri aygıt kontrolü, veri analizi, veri sunumu, veri depolama ve internet üzerinden haberleşme gibi farklı uygulamaları da içerir. Analiz kütüphanesi; sinyal üretme, sinyal işleme filtreleri, Windows istatistikleri ve regresyonları, lineer cebir ve array aritmetiği gibi çok yönlü ve kullanılışlı fonksiyonları bünyesinde barındırmaktadır. LabVIEW in grafiksel tabiatından dolayı doğuştan bir veri sunum paketidir. Verileri istediğiniz herhangi bir formda görüntüleyebilirsiniz. Çizelge (Chart), grafik ve kullanıcı tanımlı grafik, kullanılabilecek çıkış seçenekleri arasındadır. Bu kitap size bu formların tümünde veri sunumunun nasıl yapılacağını gösterecektir.

25 LabVIEW Nedir? 3 LabVIEW in programları platformlar arasında taşınabilir. Çoğu zaman Macintosh ta yazdığınız bir programı herhangi bir değişiklik yapmadan bir Windows makinaya yükleyip çalıştırabilirsiniz. Mühendislik ve proses kontrolünün her türü, biyoloji, tarım, fizyoloji, kimya, fizik, eğitim ve daha birçok endüstriyel alanda işlem geliştirmeye uygun LabVIEW uygulamaları bulacaksınız. Şekil 1.1 Space Industries Sheet Float Zone Furnace, NASA KC135 parabolik hava taşıtlarının içerisinde mikro-yerçekimli ortamda yüksek sıcaklıkta süperiletken olan bir materyal geliştirme araştırmaları için kullanıldı. LabVIEW, bu sistemi kontrol etmektedir. Veri Akışı ve Grafiksel Programlama Dili LabVIEW program geliştirme ortamı standart C veya Java geliştirme sistemlerinden farklıdır. Diğer programlama sistemleri kod satırı oluşturmak için metin tabanlı dilleri kullanarak program yazarken, LabVIEW genellikle G olarak bilinen grafiksel programlama dilini kullanarak programları oluşturur. Bu grafiksel sayfaya block diagram denilmektedir. Grafiksel programlama söz dizimi ve yazım kuralları gibi birçok detayı elimine eder (Eğer metin tabanlı programları kullanmayı bilmiyorsanız bu çok sıkıcıdır. LabVIEW de bunları bilmeye ihtiyacınız yoktur). Grafiksel programlama, program yaparken pek bilinmeyen yazım kurallarına takılmadan sadece uygulamanızın içerisindeki verini akışına yoğunlaşmanızı sağlamaktadır. Şekil 1.2 ve 1.3 basit bir LabVIEW kullanıcı ara yüzünü ve onun arkasındaki kodları göstermektedir.

26 4 Herkes İçin LabVIEW LabVIEW, bilim insanlarının ve mühendislerin kullandığı terminolojiyi, ikonları ve fikirleri kullanır. LabVIEW, programın yapacağı işlemleri tanımlamak için metin tabanlı bir dilden ziyade grafik sembollere dayanmaktadır. LabVIEW uygulamaları veri akış (dataflow) prensibine dayanır. Bu prensibe göre fonksiyonlar sadece gerekli veri alındığı zaman çalıştırılır. Bu özellikleri sebebiyle, çok az programlama bilginiz olsa bile (hatta hiç olmasa da) LabVIEW i öğrenebilirsiniz. Bununla birlikte temel programlama bilgisine sahip olmanız sizin için tabiki faydalı olacaktır. Şekil 1.2 Kullanıcı arayüzü Şekil 1.3 Grafiksel kod