InstrumentationNewsletter

ni.com/es

6 Ocho Técnicas Sin Costo para Mejorar el Rendimiento de sus Pruebas

8 Tendencia de la Industria Embebida – Los Sensores se Hacen Inteligentes

10 Personalice su Caracterización de Chip con NI FlexRIO y LabVIEW FPGA

12 Lunacy Challenge Incorpora CompactRIO en FIRST Championship

13 ¿Sabía que LabVIEW Podría Convertir su PC o SBC en un Sistema de Tiempo Real?

14 La Instrumentación Virtual Ayuda a los Ingenieros a Mejorar la Infraestructura

16 Resuelva Tres Retos Importantes con las Herramientas de LabVIEW

18 ¿Cómo Integrar sus Herramientas en el Ambiente de LabVIEW?

22 NASA Prueba el Telescopio James Webb con LabVIEW FPGA

23 Optimizando la Producción de Paneles Solares

La Publicación Mundial Sobre Medición y Automatización l Tercer Trimestre del 2009

Piense Más Allá de la Caja Un Enfoque Definido por Software para Pruebas de RF página 3

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InstrumentationNewsletter

Instrumentation Newsletter es publicada trimestralmente por National Instruments Corporation, 11500 N Mopac Expwy, Austin, TX 78759-3504 USA.

¿Qué tienen en común Hewlett-Packard, FedEx, y CNN? Créalo o no, cada uno de estas compañías fue fundada durante tiempos económicos difíciles. ¿Qué hay acerca de productos innovadores como el nylon y el iPod de Apple? Ellos también fueron desarrollados y dados a conocer en tiempos económicos débiles. Resulta que estos ejemplos no son anomalías – la adversidad puede ayudar a estimular la innovación. Está claro que la innovación es el elemento vital de las compañías de alta tecnología. Pero no me refiero simplemente a las ideas brillantes que solo suceden en un laboratorio de investigación. Estoy hablando acerca de las ideas que todos nosotros – ingenieros de prueba, ingenieros de diseño, e investigadores – aplicamos para mejorar los procesos y productos que trabajamos todos los días. Pero, ¿cómo innovar en un tiempo en que los recursos son escasos y el mundo de los negocios se ha vuelto colectivamente conservador? La respuesta es lo que llamo “innovación esbelta.”

Hacer Más con MenosEn el pasado, usted pudo haber tenido un equipo de diseño completo con un ingeniero digital, ingeniero analógico, ingeniero mecánico, y desarrollador de software. Ahora, podría ser solo usted. Para hacer el prototipo de un diseño o construir un sistema de pruebas, necesita aplicar su experiencia a través de múltiples disciplinas de ingeniería. Por lo tanto, espero ver más ingenieros diseñando a nivel de sistema, utilizando una técnica llamada diseño gráfico de sistema. Este enfoque resume los detalles de implementación que típicamente requerían de habilidades más especializadas.

ProbarloVa a ser difícil financiar una idea en estas condiciones sin primero probar su impacto. Con el software de diseño gráfico de sistemas,

usted puede rápidamente desarrollar un prototipo del sistema para mostrar resultados iniciales y reducir los riesgos percibidos. Ya sea un sistema de prueba o un nuevo concepto de producto, las ideas acompañadas de un prototipo tienen más posibilidades de recibir fondos.

Utilizar la RedResulta que la innovación avanzada no viene de la nada. De acuerdo con Andrew Hargadon, autor de How Breakthroughs Happen: The Surprising Truth About How Companies Innovate, la innovación frecuentemente crea valor de la red que genera a su alrededor. Por ejemplo, Hargadon argumenta que el éxito del iPod no solo se debe a su diseño ingenioso, sino a cómo Apple reunió una red de hardware, software y contenido en una forma en que sus competidores aún no han logrado. Cuando los recursos están limitados, hay otra razón para extenderse a la red: con menos recursos, usted necesita encontrar elementos para reutilizar. Mientas que la tentación podría ser actuar de forma conservadora en el 2009, lo aliento a adoptar la innovación esbelta. Sin embargo para lograrlo, tendrá que hacer más con menos, hacer un prototipo de su idea rápidamente, y maximizar el reuso a través de redes.Una versión extendida de este artículo apareció primero en la edición de Marzo 26 del 2009, de la revista Electronic Design.

Innovando a Través de Tiempos Difíciles

– Eric Starkloff eric.starkloff@ni.com Eric Starkloff ha estado con National Instruments desde 1997 y es el vice presidente de mercadotecnia de productos para pruebas. Él cuenta con un grado de licenciatura en ingeniería eléctrica por la University of Virginia.

Dentro de NI

Editor Ejecutivo John GraffEditor en Jefe Jennifer DawkinsEditor Gerente Andria BalmanEditor Senior Jenn GilesEditor Asociados Jennifer King, Jontel MoranEditores Contribuyentes Johanna Gilmore, Tiffany Wilder

Editores de Español Gustavo Valdés,Patricia VillagomezGerente Creativo Joe SilvaDirector de Arte Adam HampshireIlustraciones Brent BurdenDiseñador Gerald Codina

Artista de Producción Komal Deep KaurEditores de Fotografía Nicole Kinbarovsky, Allie VerlanderCoordinación de Imagen Kathy BrownEspecialistas de Producción Judy Pinckard, Robert Burnette, Laura ThompsonCoordinación de Circulación Marzena Szostak

Volumen 21, Número 2 Tercer Trimestre del 2009

©2009 National Instruments. Todos los derechos reservados. ActiveMath, AutoCode, BioBench, BridgeVIEW, Citadel, CompactRIO, Crashbase, CVI, DAQCard, DAQ Designer, DAQPad, DAQ-STC, DASYLab, DIAdem, DIAdem CLIP, DIAdem-INSIGHT, DocumentIt!, Electronics Workbench, FieldPoint, Flex ADC, FlexDMM, FlexFrame, FlexMotion, HiQ, HS488, IMAQ, Instrumentation Newsletter, Instrupedia, LabVIEW, LabVIEW Player, Lookout, MANTIS, MATRIXx, Measure, Measurement Ready, Measurement Studio, MITE, Multisim, MXI, NAT4882, NAT7210, NAT9914, National Instruments, National Instruments Alliance Partner, NI, NI-488, ni.com, NI CompactDAQ, NI Developer Suite, NI FlexRIO, NI-Motion, NI Motion Assistant, NI SoftMotion, NI TestStand, NIWeek, RIDE, RTSI, SCXI, Sensors Plug&Play, SignalExpress, SystemBuild, The Software is the Instrument, The Virtual Instrumentation Company, TNT4882, TNT4882C, Turbo488, Ultiboard, VAB, VirtualBench, VXIpc, and Xmath are trademarks of National Instruments. La marca LabWindows es utilizada bajo una licencia de Microsoft Corporation. Windows es una marca registrada de Microsoft Corporation en los Estados Unidos y otros países. LEGO, el logo LEGO, MINDSTORMS, y WEDO son marcas registradas de LEGO Group. Linux® es una marca registrada de Linus Torvalds en los E.U. y otro países. Los nombres de otros productos y las razones sociales mencionadas son marcas registradas o nombres comerciales de sus respectivas compañías.

Un Alliance Partner de National Instruments es una entidad de negocio independiente de National Instruments que no posee relación de agencia, asociación o sociedad conjunta con National Instruments.

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La respuesta tradicional de ingeniería para probar nuevos estándares inalámbricos frecuentemente involucra la selección de un instrumento de caja con las especificaciones más cercanas. Para sistemas automatizados de pruebas con múltiples requerimientos de prueba, este enfoque usualmente resulta en una caja diferente para cada requerimiento de medición en el sistema. Cuando los requerimientos de prueba son uniformes y sin cambios, este método podría ser suficiente, pero se vuelve pesado, lento, y a fin de cuentas más caro para probar los dispositivos complejos de RF de hoy en día, los cuales seguido utilizan múltiples estándares inalámbricos. Un enfoque definido por software es ideal para automatizar la verificación de RF, validación, y pruebas de producción, mientras que los instrumentos de RF tradicionales continúan jugando un papel importante en el laboratorio de diseño.

Dentro del InstrumentoLos ingenieros de hoy en día deben de pensar más allá de la caja para sus necesidades de prueba de RF. Sin embargo, para pensar más allá de la caja, primero tiene que conocer que hay dentro de una caja típica de un instrumento de RF. Dentro de cada caja metálica y plástica de aproximadamente 38,000 centímetros cúbicos está un mundo de

componentes definidos por el fabricante que constituye un instrumento de RF; típicamente hay una fuente de alimentación, procesador, tarjeta madre de PC o placa posterior, sistema operativo embebido, librerías de medición, y un software de despliegue. El atractivo tradicional de un instrumento de caja es la combinación de estos componentes aplicado a un conjunto específico de requerimientos de medición. Este enfoque funcionó cuando se probaban dispositivos de RF con requerimientos comunes de prueba. Sin embargo en años recientes la eficiencia de un instrumento de caja para pruebas automatizadas de RF se ha disminuido entre los cambios constantes en los dispositivos inalámbricos. El volumen de producción de los dispositivos inalámbricos está también excediendo el rendimiento tradicional de los instrumentos de caja debido a los procesadores y buses de datos lentos que son frecuentemente generaciones más viejos que la tecnología actual de PC. Un entendimiento claro del funcionamiento de los instrumentos tradicionales de RF y los retos de trabajar con funcionalidad de medidas fijas y procesamiento sub-óptimo de E/S, está ayudando a los ingenieros a pensar más allá de la caja para sus necesidades de medición automatizada de RF.

La respuesta tradicional de ingeniería para probar nuevos estándares inalámbricos frecuentemente involucra la selección de un instrumento de caja con las especificaciones más cercanas.

PXI ExpressAnalizador de

Señal Vectorial con Intel Core 2 Duo

PXI ExpressAnalizador de

Señal Vectorial con ADM Turion 64 X2

Caja WLAN Especializada

VSA de Propósito General

667

53.412.5 8

Tiem

po d

e M

edic

ión

(ms)

700

600

500

400

300

200

100

0

Tiempos de Medición EVM en IEEE 802.11a/g

Portada

Piense Más Allá de la Caja – Un Enfoque Definido por Software para Pruebas de RF

Figura 1. Compare tiempos de medición EVM de instrumentos competitivos.(continúa en la página 4)

4 Q3 2009

Enfoque Definido por SoftwareLa transición hacia la instrumentación definida por software para todo tipo de sistemas de medición automatizados, incluyendo RF, está creciendo rápidamente con un despliegue esperado de 100,000 sistemas basados en PXI para fines del 2009, incluyendo más de 600,000 módulos de instrumento definidos por software. El software abierto definido por el usuario y el hardware modular basado en la PC son ideales para las aplicaciones de pruebas automatizadas de RF porque proporcionan los procesadores y buses de datos de más alto rendimiento, periféricos de E/S flexibles, diseño modular compacto, distribución y monitoreo inteligente de potencia, y temporización y sincronización precisa a través del sistema. En otras palabras, el enfoque definido por software para pruebas automatizadas de RF utiliza tipos de componentes similares a los de instrumentos de RF tradicionales pero aplica en ellos una arquitectura modular definida por el usuario. Ésta da a los ingenieros los componentes de más alto rendimiento, E/S programables por el usuario y análisis, y una forma compacta con confiabilidad probada en los ambientes de prueba de RF más demandantes. La recompensa final para los ingenieros pensando más allá de la caja es un solución de prueba de RF que es más rápida, más flexible, e igualmente precisa – todo a un fracción del costo de apilar cajas tradicionales de RF en un sistema. Para conocer más los beneficios de la instrumentación definida por software para RF, eche un vistazo en los siguientes ejemplos que describen cómo la velocidad, flexibilidad, y la exactitud de este enfoque produce mejoras significativas para cumplir con las necesidades de prueba de RF de hoy en día.

Velocidad de Medición – WLANUno de los beneficios clave de los sistemas de medición PXI definidos por software es los tiempos de medición significantemente más rápidos que los instrumentos tradicionales de RF. Mientras que esta ventaja aumenta al probar múltiples estándares inalámbricos, los ingenieros también pueden lograr una velocidad mayor importante al probar un solo estándar tal como la red de área local inalámbrica (WLAN).

Las mediciones WLAN tales como magnitud del vector del error (EVM) y máscara de espectro requieren una gran cantidad de procesamiento de señal. Utilizando CPUs multinúcleo en controladores PXI, los ingenieros pueden realizar estas mediciones cinco a 10 veces más rápido con instrumentación RF definida por software tal como el analizador de señal vectorial de RF a 6.6 GHz, NI PXIe-5663. Además, los ingenieros que utilizan los toolkits de NI WLAN para LabVIEW pueden automáticamente mejorar el rendimiento de medición cada vez que sale al mercado un nuevo

controlador PXI multinúcleo porque las librerías de prueba están diseñadas para ejecución a través de múltiples núcleos. En la Figura 1, observe una comparación entre los tiempos en WLAN para medición de EVM y potencia en una ráfaga de 54 Mbps en varios analizadores de RF. Los procesadores de alto rendimiento utilizados en sistemas PXI de medición WLAN basados en la plataforma de software NI LabVIEW ejecutan la mayoría de las mediciones IEEE 802.11a/b/g de cinco a diez veces más rápido que los analizadores de señal vectorial tradicionales e instrumentos de caja especializados WLAN.

Instrumentación Flexible – Transmisión de RadioUn segundo beneficio de la instrumentación definida por software es la flexibilidad para probar múltiples estándares inalámbricos con el mismo hardware de RF. Los dispositivos

inalámbricos de hoy en día requieren cumplir con un mayor número de estándares. Por ejemplo, el teléfono inteligente moderno seguido soporta un mínimo de seis estándares inalámbricos tales como GSM/EDGE/WCDMA, Bluetooth, GPS, y hasta WLAN. Además, algunos receptores de radio modernos soportan 10 o más estándares inalámbricos incluyendo AM/FM, RDS/RDBS, Sirius, XM, DAB, IBOC, GPS, TMC sobre RDS, y hasta DARC. De esta manera, en pruebas inalámbricas hay una clara necesidad de instrumentación lo suficiente-mente flexible para manejar nuevos estándares inalámbricos a medida que aparecen. Con la instrumentación definida por software, los ingenieros pueden crear cualquier señal de transmisión de radio dentro de LabVIEW y descargarla en la memoria de un generador PXI de señal vectorial RF

Figura 2. Un solo URT de Averna puede transmitir generación y grabación de RF y reproducir múltiples estándares de

transmisión de radio.

5ni.com/latam ni.com/mexico

Figura 3. Una gráfica de constelación WiMAX de una medición de EVM 16-QAM compite con instrumentación significativamente más cara de otros fabricantes.

para prueba inmediata de transmisión. Por ejemplo, los ingenieros de Averna, un Alliance Partner selecto de National Instruments, ofrecen el probador universal de radio (URT) basado en PXI para probar múltiples estándares de radio utilizando la misma instrumentación RF. Un sistema URT típico de Averna se muestra en la Figura 2. Además de transmitir estándares de radio, el URT de Averna realiza grabación y reproducción de RF. Esta tecnología aprovecha las altas tasas de datos de los buses PXI y el almacenamiento de datos de alto rendimiento, y el procesamiento del software LabVIEW. Al grabar señales de RF y reproducirlas en el laboratorio, los ingenieros pueden validar cómo los receptores, tales como FM, DVB-T, o GPS, operan en sus ambientes finales de despliegue.

Instrumentación Precisa – WiMAXUn beneficio final de la instrumentación definida por software es que los ingenieros pueden lograr mediciones altamente precisas a un costo más bajo que los instrumentos tradicionales. Con la aparición de nuevos estándares inalámbricos tales como WiMAX y 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Long Term Evolution (LTE), muchos dispositivos inalámbricos deben cumplir requerimientos de rendimiento de RF más estrictos que nunca antes. Por ejemplo, el requerimiento mínimo de EVM para un transmisor 802.11a/g (WLAN) es -25 dB para el tipo de señal de modulación de amplitud de cuadratura (QAM) de 64, a 54 Mbps. Estándares más nuevos tales como 3GPP LTE y WiMAX están sujetos a requerimientos de rendimiento más altos. Por otro lado, el requerimiento mínimo de EVM para un dispositivo 802.16-2004 (Fixed WiMAX) es -31 dB para un tipo de señal 64-QAM similar, requiriendo mejor desempeño.

La instrumentación definida por software de hoy en día ayuda a los ingenieros a lograr rendimientos de medición de RF de clase mundial a un costo menor de lo que fue previamente posible. Hace tres años, un generador y analizador de señal vectorial que lograban mediciones de EVM de -45 dB para Fixed WiMAX y mediciones de razón de fuga de canal adyacente (ACLR) de 65 dBc para WCDMA habrían costado más de $100,000 dólares de cualquier fabricante. Sin embargo hoy en día los ingenieros pueden obtener este nivel de exactitud por menos de $65,000 dólares (chasís y controlador incluidos) utilizando los nuevo instrumentos PXI tales como el analizador RF de señal vectorial a 6.6 GHz, NI PXIe-5663, y el generador de señal vectorial NI PXIe-5673. Ambos instrumentos utilizan los últimos convertidores de 16 bits de analógico a digital y digital a analógico y un sintetizador de baja fase (-110 dBc/Hz a 1 GHz) sobre amplios anchos de banda instantáneos (50 MHz y 100 MHz respectivamente) para lograr mediciones precisas a un bajo costo. Como un ejemplo, considere el rendimiento residual EVM del NI PXIe-5663 y PXIe-5673 para una señal Fixed WiMAX de 3.5 GHz. Utilizando el nuevo NI Measurement Suite for Fixed WiMAX, los ingenieros pueden visualizar una gráfica de constelación de una señal 16-QAM. Esta gráfica proporciona una representación visual de la exactitud de la modulación, con puntos más pequeños indicando un mejor rendimiento de RF. En EVM reportado en la Figura 3 es -46 dB (0.5 por ciento), un resultado que es 15 dB más que el mínimo requerimiento de rendimiento de los dispositivos Fixed WiMAX. Con los requerimientos crecientes de velocidad de medición, flexibilidad, y precisión, los ingenieros deben continuar pensando más allá de la caja para soluciones innovadoras de prueba. Afortunadamente, la instrumentación modular definida por software ofrece a los ingenieros nuevas herramientas para probar el creciente número de estándares inalámbricos.

– Richard McDonell richard.mcdonell@ni.com Richard McDonell es gerente senior de grupo para PXI y VXI en National Instruments. Cuenta con una grado de licenciatura en ingeniería eléctrica por Texas A&M University.

– David Hall david.hall@ni.com David Hall es gerente de producto para RF y hardware y software para comunicaciones inalámbricas en National Instruments. Cuenta con un grado de licenciatura en ingeniería de computación por Penn State University.

Para leer un artículo sobre evaluación de su sistema PXI de prueba RF, visite ni.com/info e ingrese nsi9201.

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La mayoría de los consejos y técnicas para mejorar el rendimiento de prueba se enfocan en nuevos productos y equipos que requieren una inversión de capital inicial para obtener los resultados deseados. Sin embargo, este artículo resume ocho técnicas de optimización de software que no tienen costo y que fueron probadas, implementadas, y proporcionadas por desarrolladores de pruebas. Mientras que algunos consejos especifican el software utilizado, todos son lo suficientemente genéricos para abarcar cualquier software de sistema automatizado de prueba.

Consejos Rápidos Antes de IniciarAntes de realizar cualquier cambio en el software, empiece por evaluar su sistema para determinar los obstáculos potenciales y las pruebas que toman mucho tiempo. Esta evaluación ayuda a identificar áreas para mejorar el rendimiento de la prueba. También, en algún punto, los desarrolladores de prueba necesitan compensar entre velocidad de ejecución y modularidad. Entienda sus objetivos de alto nivel antes de iniciar para que pueda tomar las decisiones correctas cuando llegue el tiempo de compensar. Para minimizar la preocupación debido al tamaño potencial y complejidad de las aplicaciones de software de prueba, concentre sus esfuerzos viendo su aplicación desde una perspectiva arquitectónica. La Figura 1 muestra una vista simplificada de una arquitectura común de software – administración de prueba, desarrollo de aplicación, y software a nivel de controlador – utilizada como base en este artículo.

Software de Administración de Prueba1. Maximizar la Eficiencia del Hardware – Puede reducir el tiempo

de prueba e incrementar el rendimiento al modelar el uso de un instrumento y su tiempo de funcionamiento. La modelación de recursos ayudar a identificar la ruta crítica del sistema de prueba, lo cual requiere el mayor tiempo y recursos de instrumentos para ejecutarse. Después de modelar un sistema, determine el porcentaje del tiempo total de prueba y el uso de instrumentos consumidos por pruebas individuales. Con esta información, puede hacer decisiones más informadas como agregar instrumentos o considerar técnicas de pruebas en paralelo con instrumentos compartidos. El software de administración de pruebas NI TestStand incluye un Modelador de Uso de Recursos (Resource Usage Profiles) para resolver esta necesidad.1 El Modelador de Uso de Recursos despliega el uso de los instrumentos y otros recursos en tiempo real, como se muestra en la Figura 2. Si usted no utiliza NI TestStand, puede registrar el tiempo de la ejecución de su código de prueba y luego realizar los cálculos necesarios.

2. Reducir el Tiempo de Prueba de UUT con Paralelismo – Hasta cuando se prueba una sola unidad bajo prueba (UUT), usted podría probar múltiples porciones de la unidad en paralelo para reducir el tiempo de prueba. Primero, para probar una sola UUT en paralelo, necesita identificar componentes independientes de la UUT y modelar el uso de su instrumento. Después puede desarrollar subsecuencias dentro de su software administrador de prueba para probar componentes independientes. Para realmente operar en paralelo, cada secuencia de prueba debe correr en un nuevo hilo o ejecución.2

Q3 2009

Información Relevante

Ocho Técnicas Sin Costo para Mejorar el Rendimiento de sus Pruebas

Software a Nivel Controlador

Software de Desarrollo de Aplicación

Software Administrador de Prueba

Figura 1. Las tres capas a enfocarse para la optimización de software de prueba incluyen administración de pruebas, desarrollo de aplicación,

y software a nivel controlador.

Figura 2. Modelar los recursos del sistema de prueba incrementa el rendimiento ayudando a entender el uso de instrumentos y obstáculos potenciales.

En lugar de enfocarse en nuevas plataformas de prueba que puede bajar el costo de prueba, puede mejorar el rendimiento del sistema sin invertir más capital en su equipo.

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Software de Desarrollo de Aplicación 3. Maximizar el Tiempo de Ejecución del Módulo de Código –

Identificar formas para agregar procesamiento paralelo en su código de prueba. Por ejemplo, separar tareas de alta prioridad como pruebas lógicas y E/S de las tareas de baja prioridad como guardado y actualizaciones de la interfaz de usuario. Utilice técnicas de diseño en paralelo incluyendo segmentación, paralelismo de tareas, y paralelismo de datos para maximizar el rendimiento, como se muestra en la Figura 3.3 Los procesadores multinúcleo mejoran de manera significativa el rendimiento de pruebas paralelas. Si usted utiliza LabVIEW como su ambiente de desarrollo de aplicación (ADE), LabVIEW automáticamente identifica paralelismo en el código y distribuye la ejecución a través de múltiples núcleos sin cambios en el código.

4. Mejorar le Velocidad de Ejecución con Compiladores Optimizados – Muchos ADEs proporcionan múltiples opciones para compilación. Por ejemplo, utilizando compiladores optimizados de Intel, Microsoft, y Borland independientemente de la herramienta de desarrollo, usted puede crear ejecutables y DLLs optimizados en velocidad y tamaño. El software NI LabWindows™/CVI ofrece esta flexibilidad para mejorar la velocidad de ejecución y el rendimiento.4

5. Hacer Más en Menos Tiempo Deshabilitando la Depuración – La depuración es un aspecto vital para probar el desarrollo del sistema de pruebas, pero sustancialmente reduce la ejecución en ambientes de producción. Por ejemplo, al deshabilitar el trazado de secuencias en el software ejecutivo de pruebas mejora el rendimiento de la ejecución. Mientras que esta opción remueve el trazado en tiempo real, mejora el rendimiento de la prueba.2 Y, asegúrese de remover puntos de quiebre de la aplicación desarrollada.

6. Reducir el Tiempo de Análisis de Código con Herramientas Automatizadas – Las aplicaciones de pruebas automatizadas pueden resultar en grandes proyectos que toman muchas horas de revisión para mejorar el rendimiento. Aproveche herramientas que pueden ayudarle al analizar de manera automática el código para encontrar errores de diseño y limitaciones. Dedicar un poco de tiempo en aprender las herramientas de ingeniería de software puede ahorrarle muchas horas de frustración a la larga.5

Software a Nivel Controlador7. Actualizar el Rendimiento del Sistema con Nuevos

Controladores – Los fabricantes periódicamente anuncian nuevas versiones de controladores que proporcionan correcciones a errores, soporte a tecnologías tales como sistemas operativos de 64 bits y multihilo, y agregan soporte para nuevo hardware. Al actualizar sus controladores, no importando la edad de su hardware, agrega compatibilidad con tecnologías que actualizan el rendimiento del sistema. Cuando actualice, pruebe los nuevos controladores con su código es una máquina de desarrollo para confirmar la compatibilidad.6

8. Reducir Limitaciones del Bus con Controladores de Instrumentos – Además de simplificar la comunicación con instrumentos tradicionales, los controladores de instrumentos virtuales intercambiables (IVI) ofrecen funcionalidad avanzada para mejorar el rendimiento incluyendo almacenamiento en caché, multihilos, simulación de instrumentos, y comprobación automática de rango. El almacenamiento en caché del estado implementa un motor que monitorea el estado actual del instrumento para minimizar el número de comandos enviados a través del bus. Reducir transmisiones innecesarias de datos puede ayudar a mejorar en rendimiento de prueba.7

Hacer Inversiones Pensando a FuturoCada sistema de pruebas es único, sea innovador a medida que mejora su sistema en particular. Si la optimización de software no es una opción, tome el tiempo para aprender acerca de las nuevas técnicas de prueba que pueden mejorar el desarrollo futuro tales como la instrumentación definida por software, procesamiento en paralelo, pruebas inalámbricas y pruebas conscientes del protocolo.8

– Jared Aho jared.aho@ni.com Jared Aho es gerente de grupo de pruebas de software en National Instruments. Cuenta con un grado en ingeniería eléctrica por la University of Michigan, Ann Arbor.

– Murali Ravindran murali.ravindran@ni.com Murali Ravindran es gerente de producto de control de instrumentos en National Instruments. Cuenta con un grado de maestría en ingeniería eléctrica y un MBA en entrepreneurship por The University of Oklahoma.

Para leer artículos a detalle acerca de estas técnicas y ver las referencias en línea, visite ni.com/info e ingrese nsi9202.

1“NI TestStand 4.1 – Accelerating Parallel Test.” 2“Best Practices for Improving NI TestStand System Performance.” 3“Optimizing Automated Test Applications for Multicore Processors with NI LabVIEW.”4“Creating Optimized Code.” 5“Software Engineering with LabVIEW.” 6“Upgrading to the Latest Version of LabVIEW.” 7“Improving Test Performance through Instrument Driver State Management.”8“Innovation Drives Test Trends.”

La marca LabWindows es utilizada bajo una licencia de Microsoft Corporation. Windows es una marca registrada de Microsoft Corporation en los Estados Unidos y otros países.

Figura 3. Diseñar pruebas en paralelo con ciclo en paralelo y tareas segmentadas

mejora el rendimiento del sistema al incrementar la velocidad de ejecución.

8 Q3 2009

Tendencia de la Industria Embebida – Los Sensores se Hacen Inteligentes

Los motores de hoy en día son sistemas complejos de control que utilizan sensores embebidos para lazos críticos de retroalimentación y optimización de rendimiento y emisión. Además del motor, los vehículos modernos contienen cientos de sensores en cada sistema del auto, desde asistencia para estacionarse hasta monitoreo de presión de llantas. La electrónica de consumo es otra área que hace equipo con los sensores embebidos. Los acelerómetros de sistemas microelectromecánicos (MEMS), por ejemplo, han cambiado completamente la forma en que usted interactúa con teléfonos móviles y sistemas de juegos y protege sus discos duros de pérdidas cuando éstos se caen. El año pasado, los acelerómetros tuvieron ventas de más de $2.4 billones de dólares. Selecciones su fenómeno favorito y probablemente hay un sensor para él, lo más seguro es que sea un transductor analógico. Sin embargo, la tendencia actual en la tecnología de sensores embebidos es reducir la cadena entera de adquisición – consistente del transductor, amplificador, conversor analógico a digital (ADC), y un bus estándar de comunicación digital – a un circuito integrado (IC). A pesar de que los sensores analógicos continuarán prevaleciendo, esta nueva tendencia hacia sensores digitales reduce costo, número de componentes, y tiempo de desarrollo para integrar mediciones en un sistema embebido. National Instruments está haciendo más eficiente la integración de sensores digitales a los sistemas embebidos basado en la plataforma de E/S reconfigurables (RIO). Colaborando con los fabricantes de dispositivos de silicio, NI identifica categorías claves de medición, sensores de IC correspondientes, soluciones de prototipos, y necesidades de propiedad intelectual (IP) de comunicación digital. NI ahora ofrece, y continua expandiendo, interfaces de IP en NI LabVIEW FPGA parecidas a los controladores de instrumentos para sensores digitales; controladores de alto nivel de sensores para PCs de escritorio y sistemas operativos

de tiempo real; soluciones para prototipos; y un paquete para diseño de circuitos, que incluye herramientas para trazado, modelos de circuitos, y archivos de footprints para el despliegue.

Tomando Ventaja de los Sensores EmbebidosDesafortunadamente, no existe un bus estándar de comunicación digital para sensores. Sin embargo, una encuesta revela que los buses de Interfaz Periférica Serial (SPI) y Circuito Inter-Integrado (I2C) cubren la mayor parte de los tipos de medición y las familias de sensores.

1. Haciendo el Prototipo y Verificándolo en la PC – Es común conectar un sensor embebido a la PC para realizar ingeniería del algoritmo que utilizará y verificar dinámicamente el desempeño. Mientras que NI proporciona dispositivos de adquisición de datos (DAQ) basados en la PC para medir de sensores comunes analógicos, podría no ser obvio cómo integrar un sensor digital embebido en el sistema de medición y control en una PC. Debido a que la mayoría de los sensores digitales se comunican a través de protocolos de comunicación serial, utilice un dispositivo que traduzca esos protocolos del bus a un bus estándar de PC, tal como la interfaz de SPI/I2C, NI USB-8451. Este dispositivo incluye un controlador de alto nivel, haciendo fácil el acceso de dispositivos SPI e I2C. El USB-8451 abstrae la capa física del bus proporcionando un API de lectura/escritura, similar a los buses de control de instrumentos tales como GPIB y RS232/RS485. La mayoría de los sensores embebidos luego responden a comandos que leen y escriben a almacenamiento interno y registros de configuración que contienen los últimos datos digitalizados.

Información Relevante

Dispositivos Móviles

Monitoreo Ambiental

Administración Termal

Control de Lazo Cerrado

Robótica Móvil

Analog Devices

National Semiconductor

Texas Instruments

Maxim Integrated Products

Microchip Technology

Acelerómetros

Giroscopios

Temperatura

Presión

Humedad

AplicacionesFabricantes de SensoresTipos de Sensores

Figura 1. Muchas compañías de sensores tradicionales están soportando nuevas versiones de sus plataformas existentes de sensores con interfaces digitales para aplicaciones embebidas.

Entrada, compresión, ignición, escape. Si tan solo el motor moderno de combustión interna fuera tan simple como esta explicación.

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NI entiende que la mayoría de los sensores son provistos a nivel IC – sin un embalaje y cableado – pero la compañía está trabajando con los principales fabricantes de sensores para ofrecer una conectividad más fácil con poca o ninguna soldadura y un camino al despliegue de sistemas en volumen con diseño de hardware personalizado.

2. Desplegando con NI Single-Board RIO – National Instruments también está haciendo la integración de sensores digitales más fácil con los productos RIO basados en FPGA al proporcionar IP de LabVIEW FPGA para SPI e I2C, controladores para sensores específicos, y recursos de diseño de circuitos para el software de NI Multisim y Ultiboard. Usted puede descargar IP de LabVIEW FPGA para comunicación SPI e I2C de bajo nivel desde el sitio LabVIEW FPGA IPNet (ni.com/ipnet). De manera adicional, si usted considera que SPI e I2C son comunes a los sensores embebidos de forma similar a lo que GPIB es al control de instrumentos, tiene sentido construir controladores

específicos de alto nivel similares a los de la red de controladores de instrumentos de NI (ni.com/idnet). En el IP de alto nivel para comunicación al bus, NI ha creado APIs de controladores de instrumentos para LabVIEW FPGA de alto nivel para varias familias específicas de sensores y ejemplos de interfaces FPGA para tiempo real y PC. Finalmente, para integrar esos sensores embebidos a nivel chip, NI ofrece recursos de diseño de circuitos tales como símbolos específicos para Multisim, footprints para Ultiboard, y un diseño de referencia para las tarjetas personalizadas NI Single-Board RIO.

Descubriendo Nuevas Soluciones EmbebidasLa tecnología de sensores digitales ha bajado el costo y simplificado la inclusión de mediciones en un sistema embebido. La proliferación de estos nuevos sensores es evidente en todo desde automóviles a dispositivos portátiles. National Instruments continúa proporcionando soluciones embebidas y está ahora simplificando la integración de esta tecnología desde el prototipo hasta el despliegue.

– Matt Spexarth matt.spexarth@ni.com Matt Spexarth es gerente de producto para NI Single-Board RIO en National Instruments. Cuenta con un grado de licenciatura en ingeniería eléctrica por Kansas State University.

– Rick Kuhlman rick.kuhlman@ni.com Rick Kuhlman es gerente de producto para LabVIEW FPGA en National Instruments. Cuenta con un grado de licenciatura y maestría en ingeniería eléctrica, así como un MBA, por la University of Tennessee.

Para descargar el e-kit de sensor embebido con FPGA IP, controladores de sensores embebidos, y herramientas de diseño de circuitos, visite ni.com/info e ingrese nsi9203.

Figura 2. La USB-8451 proporciona una interfaz LabVIEW simple para un amplio rango de sensores digitales SPI e I2C, tal como el IC de temperatura TI TMP175 utilizado en miles de máquinas dispensadoras refrigeradas.

Humedad

Aceleración

Temperatura

CS 2

CS 1

CLK

MISO

MOSI

SCL

SDA

SPI IP

I2C IP

Sensores Digitales

NI Single-Board RIO FPGA

Figura 3. Conéctese a sensores digitales con NI Single-Board RIO descargando e integrando un núcleo de comunicación SPI ó I2C desde LabVIEW FPGA IPNet.

10 Q3 2009

Personalice su Caracterización de Chip con NI FlexRIO y LabVIEW FPGA

A medida que nuevos semiconductores continúan empujando los límites de la velocidad y el rendimiento, los ingenieros han cambiado a arreglos de programables compuertas en campo (FPGAs) para realizar pruebas de caracterización personalizadas y complejas. NI FlexRIO proporciona una opción comercialmente disponible (COTS) para pruebas basadas en FPGA con la programación gráfica de NI LabVIEW FPGA, un módulo PXI FPGA, y E/S personalizables. Por ejemplo, los convertidores analógicos a digital (ADCs) pueden requerir tal solución debido a sus interfaces de alta velocidad que entregan grandes cantidades de datos para análisis en tiempo real. Ofreciendo un ancho de banda total de 8.25 GB/s al FPGA, que puede ser configurado como 132 líneas individuales a 400 Mb/s o 66 líneas diferenciales a 1 Gb/s, NI FlexRIO ayuda a los ingenieros a conectar y caracterizar una amplia variedad de interfaces de componentes seriales y paralelos.

Obteniendo Conectividad Física a los Componentes de PruebaExisten tres formas de obtener conectividad física entre NI FlexRIO y un componente tal como un ADC. Para el tiempo más corto de medición y la interfaz más simple, habrá módulos adaptadores de NI en el futuro que incorporarán los últimos y más populares ADCs de fabricantes líderes, proporcionando la ruta más fácil para la evaluación personalizada. Otra opción es el uso de un módulo adaptador de E/S digital de alta velocidad tal como el NI 6581 para cablear hacia una tarjeta de evaluación de ADC, lo cual ofrece acceso a las salidas de datos digitales del ADC, como se muestra en la Figura 1. Esto tiene la ventaja de versatilidad con un solo módulo adaptador capaz de conectarse a una variedad de dispositivos semiconductores. La opción final y de más alto desempeño es utilizar el NI FlexRIO Adapter Module Development Kit (MDK) para construir un módulo

adaptador personalizado NI FlexRIO con el ADC particular que necesita caracterización. Con este enfoque, usted tiene la ventaja de un diseño personalizado optimizado para la caracterización con la más alta integración entre el FPGA y el ADC. Después de desarrollar la interfaz, el próximo paso es transferir y analizar los datos. Mientras que las tarjetas de evaluación de ADC provistas por el fabricante comúnmente tiene limitaciones en la pequeña memoria incluida y bajo ancho de banda de datos entre el ADC y la computadora host, NI FlexRIO ofrece 128 MB de memoria DRAM y 1.6 GB/s de ancho de banda de memoria. También caracteriza transmisión DMA en el bus PXI a tasas mayores a 100 MB/s para adquirir grandes conjuntos de datos para caracterización definida por el usuario.

Adquiriendo Mediciones de Ruido de Fase Cerrada Una medición de ADC que requiere tamaño de forma de onda significante además de cientos o miles de formas de onda es ruido de fase cerrada.

Técnicas de Prueba

Figura 1. El módulo adaptador NI 6581 cableado a una tarjeta de evaluación de ADC proporciona un método flexible para la caracterización basada en FPGA.

Figura 2. Utilizando la memora interna del NI FlexRIO y la programación LabVIEW FPGA, usted puede realizar mediciones precisas de ruido de fase en ADC con una compensación de 100 Hz desde una portadora de 10 MHz.

11ni.com/latam ni.com/mexico

Usted puede realizar esta medición capturando un conjunto de tonos únicos sinusoidales cerca del rango de escala completa del ADC. Luego, convertir los datos de forma de onda al dominio de la frecuencia, tomar un promedio de mediciones múltiples en el domino de la frecuencia para una mayor confianza estadística, y calcular el ruido de fase cerrada como la amplitud de la señal con una pequeña compensación de la frecuencia fundamental del tono, usualmente especificada a 100 Hz y 1, 10, y 100 kHz. Otro reto al realizar este prueba es que medir pequeñas compensaciones de frecuencia desde el tono fundamental requiere de una resolución en el domino de alta frecuencia, y por lo tanto adquisiciones más largas. Por ejemplo, para medir los 100 Hz de compensación de ruido de fase con una resolución de frecuencia de 10 Hz, debe adquirir 1/10 Hz (ó 100 ms) de datos. Esto equivale a 20 MB de datos para un ADC de 16 bits a 100 MS/s – mucho más del monto de memoria disponible en la mayoría de las tarjetas de evaluación. Para acomodar este prueba, usted puede emplear la memoria y la interfaz personalizada de alto rendimiento de NI FlexRIO.

Calculando la Tasa de Error de Bits del ADCMientras que usted puede acomodar algunas pruebas de ADC con mucha memoria y alto rendimiento de transferencia de datos hacia una PC, otras requieren procesamiento de datos rápido. Al programar un módulo NI FlexRIO FPGA con LabVIEW FPGA proporciona un método intuitivo para cumplir con estos requerimientos. Por ejemplo, la inestabilidad inducida por el ruido es un ADC puede algunas veces producir un mayor error en el código de salida, comúnmente referido como “código centellante.” Debido a su naturaleza esporádica y relativa infrecuencia, caracterizar la probabilidad de códigos centellantes en la salida de un ADC es una tarea que consume tiempo y que debe ser realizada en hardware y, muy frecuentemente, en un FPGA. Un método

común para probar códigos centellantes es aplicar un estímulo a un ADC que cambia a una tasa de menos que un dígito menos significativo (LSB) por muestra. Si la salida del código varía por más que la esperada suma de la cuantización Gaussian y otras fuentes de ruido, este punto es marcado como un código centellante. Usted puede determinar la tasa de error de bits (BER) efectiva del ADC utilizando el FPGA para marcar y acumular estas ocurrencias a través de varios horas o días. Para incrementar las capacidades de pruebas personalizadas de NI FlexRIO, la plataforma PXI ofrece una variedad de instrumentos estándares para caracterizar ADCs tales como fuentes de poder, multímetros digitales, y generadores de forma de onda arbitrarios que pueden ser sincronizados y disparados en el plano trasero del PXI para incrementar la exactitud de prueba. Cuando se programan con LabVIEW y LabVIEW FPGA, estos sistemas pueden automatizar las mismas pruebas de evaluación a través de múltiples ADCs para ayudar a la repetitibilidad así como la eficiencia del desarrollo.

– Ryan Verret ryan.verret@ni.com Ryan Verret es gerente de producto para generadores de señal de NI y productos con FPGA habilitado para aplicaciones de prueba en National Instruments. Cuenta con un grado de licenciatura y maestría en ingeniería eléctrica por Rice University.

– Travis White travis.white@ni.com Travis White es gerente de producto para instrumentación modular en National Instruments. Cuenta con un grado de licenciatura en ingeniería eléctrica por Rice University.

Para discutir técnicas adicionales de medición con la comunidad NI FlexRIO, visite ni.com/info e ingrese nsi9206.

Figura 3. Este código LabVIEW FPGA puede determinar cuándo la salida del ADC transiciona más de un umbral fijo. Tales eventos son marcados y grabados para determinar el BER del ADC.

12 Q3 2009

Hands-On Introduction to LabVIEW for Scientists and Engineers

John Essick Oxford University Press

Hands-On Introduction to LabVIEW for Scientists and Engineers toma un enfoque

práctico para desarrollar habilidades basadas en la computadora para el trabajo

diario experimental. Ideal como un libro de texto para un curso o como suplemento

para auto-estudio, el texto explora las soluciones prácticas de programación para

proyectos interesantes y relevantes utilizando el software NI LabVIEW.

Para aprender más acerca de este libro, visite ni.com/info e ingrese nsi9208.

Circuits

Fawwaz Ulaby y Michel M. Maharbiz National Technology and Science Press

Circuits incorpora el software NI Multisim y proporciona

un conjunto de principios existentes, técnicas de solución de problemas, y

una fundación para estudios subsecuentes. Este nuevo texto emplea las

mismas explicaciones concisas que caracterizan los libros de texto senior

en electromagnetismo del autor, que han sido adoptados por más de 100

universidades en los Estados Unidos.

Para adoptar este libro de texto para su curso, visite ni.com/info e ingrese nsi9209.

Lunacy Challenge Incorpora CompactRIO en FIRST ChampionshipLa energía y excitación fue desbordante a medida que 10,000 estudiantes y sus robots convergieron en el piso del Georgia Dome en Abril 15-18. Estudiantes, mentores, y familiares viajaron de cada estado de E.U. y más de 50 países para participar en el FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and Technology) Robotics Competition Championship del 2009. Este año, los participantes de nivel medio superior en el nivel universitario de la competencia construyeron sus robots de 130 lb utilizando el controlador embebido NI CompactRIO como el “cerebro” para sus invenciones robóticas. Este reto, llamado “Lunacy”, asignó a los estudiantes la tarea de maniobrar un robot arrastrando un remolque en una superficie casi sin fricción. Los equipos implementaron procesamiento complejo de visión, control de tracción, control fino de motor, algoritmos de control proporcional integral derivativo (PID), y control autónomo que resultó en una variedad de robots ágiles con diseños ingeniosos. La ingeniería creativa y resolución de problemas estuvieron presentes a medidas que los robots de los equipo se movieron rápidamente a través del campo de juego. FIRST continúa inspirando y motivando a estudiantes de nivel medio superior a resolver problemas difíciles de ingeniería mientras que muestran trabajo en equipo y profesionalismo. El controlador CompactRIO proporcionó a cada equipo con tecnología estándar industrial y poderosa basada en la plataforma de diseño gráfico de sistema NI LabVIEW. El hardware de sistema incluye un

arreglo de compuertas de campo programables (FPGA) de 2M de compuertas marca Xilinx, un procesador PowerPC de Freescale, E/S flexibles y reprogramables, y un formato industrial físico robusto. El sistema combina una arquitectura abierta y embebida con un tamaño pequeño, dureza extrema, y módulos industriales de E/S intercambiables en vivo. Programas como FIRST ofrecen a los estudiantes la oportunidad de experimentar ingeniería del mundo real y una forma de aprender matemáticas y ciencia. National Instruments mantiene que los estudiantes son los innovadores del mañana, y la compañía ayuda a desarrollar la tecnología necesaria para esfuerzos de aprendizaje efectivo y práctico que comprometan e inspiren a los estudiantes.

Para ver un resumen completo de la competencia de este año, incluyendo videos y secuencias desde el Georgia Dome, visite ni.com/info e ingrese nsi9207.

NI en la Academia

Un robot dispara pelotas de soccer dentro de una red durante una competencia previa FIRST.

Los estudiantes son asignados con retos del mundo real a través de la robótica.

Conozca el Software de NI con los Nuevos Libros de Texto

13ni.com/latam ni.com/mexico

¿Sabía que LabVIEW Podría Convertir su PC o SBC en un Sistema de Tiempo Real?Es muy probable que usted ya cuente con una PC que puede servir como su próximo sistema determinístico de control o pruebas confiable, y esta PC esté ejecutando un sistema operativo de propósito general tal como Microsoft Windows ó Linux® OS. Estos sistemas operativos proporcionan una plataforma efectiva para desarrollar y ejecutar aplicaciones no críticas pero fallan en los requerimientos para aplicaciones críticas, tales como control de maquinaria o pruebas de duración extendida. Tales sistemas operativos están optimizados para ejecutar una variedad de aplicaciones simultáneamente, asegurando que todas ellas reciben algún tiempo de procesamiento. Como resultado, el sistema es incapaz de diferenciar entre tareas de alta prioridad y las bajas, haciendo imposible garantizar un tiempo de respuesta para sus aplicaciones críticas. En contraste, sistemas operativos de tiempo real ofrecen la habilidad de prioritizar tareas de tal modo que la tarea más crítica siempre tome control del procesador cuando lo necesite, garantizando una ejecución confiable y predecible. Utilizando el NI LabVIEW Real-Time Module, usted puede convertir una PC compatible o computadora de una sola tarjeta (SBC) en un hardware dedicado ejecutando un sistema operativo de tiempo real. Con una utilería gratuita de ni.com, usted puede rápidamente verificar la compatibilidad de su sistema vía un dispositivo USB o floppy.

Obtenga Eficiencias Ejecutando Aplicaciones en Tiempo RealCon el ambiente de LabVIEW Real-Time, usted puede desarrollar aplicaciones con el mismo enfoque intuitivo de programación gráfica que utiliza para LabVIEW en una PC de escritorio. Durante el tiempo de ejecución, envie su aplicación vía Ethernet para correr con absoluta

confiabilidad en el sistema de tiempo real. Mientras su aplicación se ejecuta, usted puede continuar interactuando con el panel frontal y el diagrama de bloque para depurar la aplicación con controles, indicadores, ejecución resaltada, puntas de prueba, y puentes de quiebre. Para despliegue, usted puede configurar aplicaciones para que se ejecuten solas cuando su sistema de tiempo real sea encendido, y opcionalmente aprovechar del servidor Web embebido para accesar la aplicación desde cualquier navegador Web.

Aproveche del Soporte de E/SEl ambiente de LabVIEW Real-Time trabaja con una amplia variedad de E/S en formato PCI de National Instruments, para evitar así el tiempo y costo de integrar las E/S usted mismo. Las PCs normalmente cuentan con al menos tres ranuras PCI para uso con las tarjetas de E/S, lo cual es suficiente para muchas aplicaciones. Las aplicaciones hechas en LabVIEW para Windows que utilizan tarjetas de adquisición de datos multifuncionales, E/S reconfigurables basadas en arreglos de compuertas programables (FPGA), o instrumentos modulares de alta precisión, pueden fácilmente ser migradas a una PC ejecutando LabVIEW Real-Time, tal como se muestra en la figura. Hacer un prototipo de su próximo sistema de tiempo real en una PC o SBC proporciona una opción flexible y de bajo costo con la habilidad de trabajar con hardware de diferentes fabricantes. Finalice sus proyectos antes de tiempo con el desarrollo intuitivo gráfico y una variedad de controladores de E/S de National Instruments.

Para validar su PC o SBC y descargar una versión de evaluación por 30 días de LabVIEW Real-Time, visite ni.com/info e ingrese nsi9210.

Labview en Todas Partes

Linux® es una marca registrada de Linus Torvalds en los Estados Unidos y otros países.

¿Quiere saber qué están haciendo los desarrolladores de National Instruments con LabVIEW, cómo lo están haciendo, y hacia dónde va LabVIEW? Lea Inside LabVIEW, el último blog de software escrito por John Pasquarette, vice presidente de mercadotecnia de software en NI – “The LabVIEW Dude” – para información valiosa del estado presente y futuro de la programación gráfica.

Para revisar este blog, visite ni.com/info e ingrese nsi9211.

Vea que hay más allá con “The LabVIEW Dude”

++

Máquina de Desarrollo Objetivo de Tiempo Real

Cree aplicaciones determinísticas utilizando el mismo enfoque intuitivo de programación gráfica

Migre hacia PXI con cambios mínimos de código debido a los APIs consistentes de controladores entre el hardware NI PCI y PXI.

Programación Gráfica LabVIEW

Migración Transparente

Utilice una amplia variedad de dispositivos de medición basados en PCI

Variedad de E/S

Aproveche del rendimiento multinúcleo con multiprocesamiento simétrico (SMP)

Multinúcleo

Compre hardware de bajo costo para uso en un objetivo de Tiempo Real

Valor

Con NI LabVIEW Real-Time Module, usted puede convertir una PC o SBC existente, en un sistema en tiempo real determinístico y confiable.

14 Q3 2009

Los ingenieros y científicos utilizan el hardware CompactRIO como un sistema de adquisición y control reconfigurable y de bajo costo diseñado tanto para monitoreo de salud estructural así como aplicaciones de suministro inteligente que requieren alto rendimiento y confiabilidad. Este controlador de automatización programable (PAC), basado en tecnología de arreglo lógico de compuertas programables (FPGA), combina una arquitectura abierta embebida, con módulos industriales de E/S y es ideal para condiciones severas.

CompactRIO Proporciona la Plataforma Ideal de Hardware

Enfoque Especial

La Instrumentación Virtual Ayuda a los Ingenieros a Mejorar la InfraestructuraPara cumplir con las necesidades de transporte y energía del mañana, los ingenieros deben desarrollar métodos inteligentes para probar y monitorear estructuras físicas y suministros de energía. A lo largodel mundo, clientes de National Instruments están utilizando instrumentación virtual para desarrollar equipo más inteligente que mejore la seguridad y eficiencia de infraestructuras.

Monitoreo de Salud Estructural – Enfrentando a la Infraestructura Obsoleta Actualmente, uno de cada cuatro puentes en los Estados Unidos está clasificado como estructuralmente deficiente o funcionalmente obsoleto, y el costo total estimado en reparaciones y actualizaciones para la infraestructura de la nación es de $2.2 trillones de dólares, de acuerdo a un reporte reciente hecho por la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles (ASCE). Cada vez más, los ingenieros civiles y estructurales están utilizando sensores y tecnología de instrumentación para monitorear tensiones, movimientos, y dinámica, incluyendo el sensado de defecto tales como grietas y corrosión. Los sistemas de monitoreo de salud estructural ayudan a los ingenieros a entender de una mejor manera la condición de estructuras grandes y complejas, monitorear su operación en tiempo real, y predecir de una mejor manera su operación y seguridad. El despliegue práctico a gran escala de sistema de monitoreo de salud estructural requiere la convergencia de la instrumentación moderna y la tecnologías de comunicación, mecánica confiable y resistente, y software para el procesamiento y administración inteligente de datos. Ingenieros estructurales están implementando tales sistemas hoy en día utilizando NI CompactRIO, combinado con la programación gráfica de NI LabVIEW y el software de administración de datos NI DIAdem, en puentes, estadios, presas, y otras estructuras.

Suministros Eléctricos Inteligentes – Obtenga Más de la Misma Cantidad de CarbónDe acuerdo al reporte anual revisado por el Departamento de Energía de Estados Unidos, dicho país consumió más de 100 cuatrillones de unidades termales Británicas (Btu) de energía en el 2007. La mayoría de esta cantidad de energía es consumida a una distancia significativa del lugar de su producción, y la eficiencia del suministro que lleva la energía utilizada puede tener una gran carga financiera e impacto ambiental. Al medir y monitorear el estado de la transmisión junto con el suministro, las empresas de servicio público y municipalidad pueden asegurar un alto nivel de eficiencia en la transmisión, salvando así grandes cantidades de energía, dinero, y recursos ambientales. Hoy en día, varios clientes de NI están trabajando en soluciones para los problemas de energía del mañana. Los investigadores de la University of Texas A&M han desarrollado tecnología de anticipación de fallas para detectar problemas del suministro tales como interruptores defectuosos, cables, o hasta obstrucción de la vegetación basada en señales eléctricas, y están investigando la implementación de esta tecnología en la plataforma CompactRIO. Distribuyendo estos instrumentos, lo ingenieros pueden en teoría, detectar fallas y precursores de fallas.

15ni.com/latam ni.com/mexico

Instrumentación Virtual Aplicada con CompactRIO

Monitoreando el Estadio Olímpico en China

Para el monitoreo en línea y análisis de la calidad de la energía, ELCOM, una compañía especialista en soluciones a nivel sistema, ha creado un instrumento virtual construido en LabVIEW y en hardware de análisis de señal dinámica de NI. Estos nodos realizan funciones tales como análisis de la transformada rápida de Fourier (FFT), monitoreo de energía, análisis de oscilaciones, y registro de transitorios. Este enfoque de instrumentación virtual ayudó a ELCOM a desarrollar rápidamente sus propios algoritmos así como desplegarlos en una plataforma de hardware expandible.

Para ver más información acerca de suministros de energía, visite ni.com/info e ingrese nsi9213.

‘‘ Continuamos utilizando el poder y rendimiento de la tecnología de PC y los productos de NI para implementar algoritmos avanzados de procesamiento de señal.

– Petr Bilik, Manager, ELCOM’’

Analizando la Calidad de la Energía

Clientes de NI han estado monitoreando algunas de las recientes construcciones de megaestructuras en China, incluyendo la sede de los Juego Olímpicos de Verano del 2008 en Beijing, el edificio del World Trade Center (de 104 pisos) en Shanghai, y el puente colgante de 8,226 m en Shantou. Para estos proyectos, CGM Engineering, una compañía basada en California, utilizó una solución basada en el hardware de CompactRIO y el software LabVIEW. El objetivo de este proyecto de instrumentación fue desarrollar una solución de tecnología de punta para monitorear las características de salud estructural – incluyendo estabilidad, confiabilidad, y duración – en tiempo real utilizando computación contemporánea y tecnología de comunicación.

Para ver más información acerca de tecnologías de infraestructuras, visite ni.com/info e ingrese nsi9212.

’’‘‘ Desarrollamos un sistema de monitoreo embebido con precisión sin igual, precio,

y flexibilidad utilizando LabVIEW y CompactRIO como la plataforma de cómputo.

– Chris McDonald, Vice President, CGM Engineering

16 Q3 2009

Producto a Fondo

Resuelva Tres Retos Importantes con las Herramientas de LabVIEW

Opción de Validación de Software para Developer Suite

LabVIEW Application BuilderLabVIEW Real-Time ModuleLabVIEW FPGA ModuleMódulos embebidos de LabVIEW

Despliegue

LabVIEW Unit TestFramework ToolkitLabVIEW VI Analyzer

Validación

LabVIEW Desktop ExecutionTrace Toolkit

Desarrollo

LabVIEW Statechart ModuleOrientación a ObjetosNI TestStand

Arquitectura de la Aplicación

NI Requirements Gateway

Obtención de Requerimientos

El proceso de ingeniería de software consiste de múltiples fases a través del ciclo de vida del desarrollo.

A medida que las aplicaciones se vuelven más complejas, los desarrolladores de software encuentran un reto creciente para desarrollar código de alta calidad que cumpla con los calendarios ajustados de desarrollo. Como resultado, los ingenieros de software han adoptado prácticas reglamentadas o “modelos” para el ciclo de vida del desarrollo para asegurar calidad en el código y sustentabilidad al mismo tiempo que se maximiza la eficiencia. Para los programadores que utilizan el software NI LabVIEW, NI ofrece una variedad de herramientas que pueden ayudarle a automatizar el proceso de desarrollo, de este modo reduciendo el tiempo de desarrollo e implementando evaluación y pruebas de código más rigurosas. El proceso de ingeniería de software consiste de varias fases que incluyen diseño, desarrollo, y validación. Ignorar cualquiera de estas tareas mandatorias tal como reunir requerimientos o la arquitectura de la aplicación puede crear resultados no confiables e incrementar el tiempo requerido para encontrar y solucionar problemas.

1 Reunir y Administrar Requerimientos – Los requerimientos son típicamente documentos vivientes que requieren cambios y modificaciones a través del ciclo de vida del desarrollo. Entre más temprano estén los cambio en el proceso, son menos riesgosos. Sin embargo, cuando es necesario modificar código o especificaciones, es crítico que los desarrolladores tengan las herramientas que ayuden a entender cómo estos cambios pueden impactar otras partes de la aplicación. NI Requirements Gateway proporciona trazabilidad automatizada entre requerimientos e implementación así como pruebas. Esto incluye la habilidad de generar matrices de trazabilidad y documentación para grandes aplicaciones que prueben dónde y cómo los requerimientos fueron cubiertos. En muchos aspectos, NI Requirements Gateway es el método más sofisticado para documentar el código de LabVIEW.

2 Validar Código y Realizar Pruebas de Regresión La prueba basada en requerimientos y validación es una parte importante en el proceso de ingeniería de software y

una práctica estándar para cualquiera que tiene que probar que una aplicación funciona como se espera, lo cual es más difícil que simplemente demostrar que la aplicación se ejecuta – la aplicación debe ejecutarse correctamente. Esta tarea requiere documentación y resultados de prueba que demuestren que la aplicación se comporta exactamente en la forma en que fue diseñada. Los desarrolladores pueden integrar herramientas tales como el Toolkit LabVIEW Unit Test Framework y NI Requirements Gateway para automatizar este proceso.

3 Identificar la Fuente de los Problemas o Errores – Identificar la fuente y corregir la causa de un comportamiento del software inesperado o indeseable puede ser una tarea tediosa, cara y que consuma tiempo a los desarrolladores. Hasta el código que es sintácticamente correcto y funcionalmente completo es muy seguido contaminado con problemas como fugas de memoria o tareas malignas que pueden impactar el desempeño o dirigir a un comportamiento incorrecto. Estos descuidos pueden ser difíciles de reproducir y aun más difícil de localizar, especialmente en aplicaciones grandes y complejas. Los desarrolladores de LabVIEW pueden aprovechar de las herramientas tales como el LabVIEW VI Analyzer y el Toolkit de LabVIEW Desktop Execution Trace para una combinación de análisis estático y dinámico para buscar y aislar problemas.

La programación gráfica ahorra tiempo y dinero abstrayendo muchas de las tareas más difíciles asociadas con el desarrollo de software. Con el número creciente de aplicaciones LabVIEW, NI ha invertido en herramientas de ingeniería de software para mejorar la productividad y reducir el tiempo gastado en las tareas de desarrollo que no sean escribir código.

Para aprender acerca de otras herramientas de ingeniería de software para LabVIEW, visite ni.com/info e ingrese nsi9205.

17ni.com/latam ni.com/mexico

Simulando un Sistema de Energía EólicaUna de las últimas evoluciones en turbinas de energía eólica es el uso de generadores de inducción doblemente alimentados (DFIGs), los cuales están aumentando su popularidad debido a su habilidad para trabajar en condiciones de alto torque y velocidad variable. Comparados a los turbinas de velocidad fija o sistemas de velocidad basados en magnetos permanentes, los DFIGs ofrecen varios beneficios: la capacidad de trabajar a diferentes velocidades, tamaño más pequeño y más bajo costo comparados a un generador magnético permanente, y la habilidad de electrónica de potencia para transferir parcialmente una sección de la potencia generada. La simulación de estos sistemas es importante para analizar el efecto de un gran campo eólico en el suministro, como en el caso de Dinamarca, donde la energía eólica se proyecta será más del 25 por ciento de la energía total utilizada.

Al utilizar LabVIEW y el LabVIEW Control Design and Simulation Module, los investigadores pueden implementar un simular eólico completo incluyendo la turbina de viento, tren motriz, generador, suministro de potencia, y controlador. Este marco proporciona un

ambiente de simulación numérica adecuado para probar un sistema que sería muy caro de construir. También ofrece la capacidad de analizar las interacciones entre sistemas mecánicos-eléctricos híbridos, y da a los usuarios la capacidad de modelar para que puedan mejorar sus diseños con efectos de alta fidelidad tales como generadores de inducción de barra profunda y modelos de tren motriz más complejos.

Para explorar conceptos claves y otros métodos de control para sistemas de turbinas eólicas, visite ni.com/info e ingrese nsi9216.

Para entender de una mejor manera cómo los sonidos de turbinas, motores, y otros sistemas mecánicos afectan a los humanos, los ingenieros han estado tomando mediciones acústicas por décadas en industrias tales como la automotriz y aerodinámica. Hasta hace poco, el análisis realizado en aquellas mediciones ha sido muy simple – nivel de presión de sonido, análisis de octavas, transformada rápida de Fourier (FFT), y filtros básicos. Mientas que estos algoritmos revelan el nivel de decibeles o contenido de frecuencia de una señal, ellos no ubican varios fenómenos importantes que determinan su conveniencia para el oído humano. Para ir más allá de simple mediciones de nivel de ruido a mediciones de ruido ambiental prácticos, los ingenieros en acústica han desarrollado algoritmos de calidad de sonido para explicar de una mejor manera cómo el oído humano percibe el sonido. Estos algoritmos combinan los aspectos psicoacústicos, físicos y cognitivos del sonido para ofrecer nuevas métricas de rendimiento a los

ingenieros de diseño. Ejemplos de aplicaciones de estos algoritmos de ruido, vibración y severidad (NVH) en la industria automotriz incluyen el diseño de un motor con un sonido más placentero o la creación de una cerradura de puerta que haga un sonido más suave al cerrarse. Los algoritmos de calidad de sonido también son aplicables en la producción de electrónica de consumo. Estos algoritmos ofrecen a los ingenieros las herramientas que necesitan para diseñar un producto con mejor sonido, los cual incrementa las posibilidades de que los consumidores los adopten.

Estos algoritmos de calidad de sonido, incluyendo ISO 532B Stationary Loudness, Time-Varying Loudness, Aures Roughness, Aures Sharpness, Aures Tonality, y Fluctuation Strength, están ahora disponibles en el NI Sound and Vibration Measurement Suite.

Para leer más acerca de estos algoritmos de calidad de sonido, visite ni.com/info e ingrese nsi9217.

Producto a Fondo

Utilizando LabVIEW como el ambiente de diseño, los usuarios pueden fácilmente llevar sus simulaciones de software a aplicaciones de prueba de hardware en el ciclo

(HIL) sin la necesidad de generar código.

Los nuevos algoritmos de calidad de sonido ayudan a los ingenieros a medir aspectos

psicoacústicos, físicos y cognitivos.

Algoritmos de Calidad de Sonido Optimizan Aplicaciones NVH

18 Q3 2009

¿Cómo Integrar sus Herramientas en el Ambiente de LabVIEW?

Estas herramientas van desde pasos personalizados en NI TestStand, toolkits aeroespaciales para LabVIEW, hasta bloques de función de propiedad intelectual (IP) con arreglos de compuertas programables (FPGA). Estas herramientas son vendidas por terceros u ofrecidas de manera gratuita a otros miembros de la comunidad LabVIEW. Para hacer más eficiente el desarrollo de herramientas y ayudar a los colaboradores de NI a ofrecer de manera más efectiva sus herramientas, National Instruments ha creado un proceso para comprometer a la compañía y desarrollar herramientas. Si usted tiene una herramienta o idea que le gustaría integrar con LabVIEW, tenga en cuenta las siguientes recomendaciones.

Trabaje con NIAntes de entrar en los detalles técnicos, tome note de los siguientes cinco pasos para comprometer a NI en el desarrollo de la herramienta.

1. Comprometa a NI – Si usted es un National Instruments Alliance Partner o está trabajando por primera vez con NI, el primer paso es conectarse con NI y encontrar los recursos para iniciar el desarrollo de su producto. (Lea más detalles bajo la sección “Realice el Siguiente Paso” de este artículo).

2. Desarrolle su Producto – Desde una perspectiva técnica, éste es el aspecto más crítico. Para ofrecer un nivel de integración transparente, NI provee APIs que usted puede utilizar para conectarse al ambiente. Puede encontrar más detalles de este paso más adelante en este artículo.

3. Comercialice su Producto – Existen muchas formas de que el mundo conozca su nueva herramienta. Una forma es a través de la Red de Herramientas de LabVIEW, que proporciona un mercado para promover sus productos a la comunidad de LabVIEW. Aplicantes seleccionados cuyas herramientas cumplen ciertos requerimientos en calidad de código y documentación son identificados bajo el programa Compatible con LabVIEW en esta red.

Punto de Vista Del Desarrollador

55

44 33

22

11

Envíe Solicitud de CaracterísticasNotifique Problemas Técnicos

Proveer Retroalimentación

Experiencia del ClienteProceso de InstalaciónDescarga/Evaluación

Entregue su Producto

Página WebHoja de EspecificacionesEstrategia NIWeek

Comercialice su Producto

Recursos TécnicosAPIs Técnicos de NICertificación de Producto

Desarrolle su Producto

Proceso de AplicaciónMejores Prácticas de Negocio

Comprometa a NI

Figura 1. Utilice este diagrama de flujo como el proceso paso a paso para involucrar a NI en el desarrollo de su herramienta.

Por la década pasada, Christian Altenbach de UCLA ha estado programando con el software NI LabVIEW. Siendo ya un miembro del programa LabVIEW Champions, Altenbach recientemente alcanzó otra meta cuando publicó su respuesta número 10,000 en los Foros de Discusión de NI, ganando el estatus en línea de “Knight of NI.”

Para unirse a Jeff Kodosky, el “Padre de LabVIEW,” en felicitar y agradecer a Altenbach por este logro, visite ni.com/info e ingrese nsi9229.

Un Nuevo Caballero de NI

A medida que LabVIEW se ha expandido a través de los años, los ingenieros han aplicado el software a nuevas áreas, llevando a muchos desarrolladores a crear herramientas adicionales que se conecten a la plataforma de LabVIEW.

19ni.com/latam ni.com/mexico

4. Entregue su Producto – Cuando utiliza una herramienta de LabVIEW, la experiencia del cliente debería ser una integración transparente, y NI está aquí para ayudar. Dos aspectos importantes incluyen el proceso de instalación y el proceso de descarga/evaluación de una herramienta.

5. Proporcione retroalimentación a NI – Asegúrese de enviar requerimientos de características y notificar a NI cualquier problema técnico que tenga durante el desarrollo de su herramienta.

Desarrolle su HerramientaAhora que ha visto el proceso para comprometer a NI, es tiempo de navegar en los aspectos técnicos del desarrollo de su herramienta – de manera primaria, cómo utilizar las tecnologías en los APIs técnicos de LabVIEW para construir su herramienta.

Caso de Usuario No. 1: Conecte LabVIEW a Otra Herramienta Individual ó AmbienteLos ingenieros que utilizan LabVIEW frecuentemente usan otras herramientas técnicas o de negocios como parte de su trabajo diario. Por ejemplo, el LabVIEW Report Generation Toolkit para Microsoft Office es un ejemplo de la conexión entre LabVIEW y los productos de Microsoft Office. De manera similar, LabVIEW y SolidWorks trabajan juntos para hacer un puente entre diseño y pruebas. La mayor parte de las funciones requeridas para implementar tal conexión están localizadas dentro de las paletas de LabVIEW e incluyen las siguientes:

Caso de Usuario No. 2: Construya un Toolkit con una Colección de VIsUna colección de VIs es quizás la forma más común de que un colaborador agregue valor a la plataforma LabVIEW. Por ejemplo, muchos Alliance Partners tienen experiencia vertical en dominios tales como automotriz, control industrial, o comunicaciones RF. Con los VIs agrupados en un toolkit, estos Alliance Partners pueden compartir la experiencia con un amplio rango de usuarios quienes podrían estar fuera de sus regiones geográficas. Ejemplos de este tipo de integración incluyen lo siguiente:

VI ■■

FPGA IP ■■

Express VI■■

NI TestStand Custom Step ■■

Vision Builder Custom Step ■■

DIAdem DataFinder Plug-In■■

Caso de Usuario No. 3: Personalice la Experiencia de LabVIEWEste tipo de herramienta directamente modifica cómo el desarrollador ve el flujo de trabajo cuando desarrollo código G. Esto crea una experiencia más personalizada dentro del ambiente durante el tiempo de la edición de código. NI está trabajando para proporcionar APIs que faciliten este tipo de herramienta, incluyendo los siguientes:

Realice el Siguiente PasoSi usted tiene una idea para un toolkit o quiere aprender más, aquí están dos formas fáciles para iniciar:

1. Revise la guía del desarrollador de herramientas de LabVIEW – Inicie explorando recursos técnicos para iniciar y para leer más información a detalle sobre el proceso.

2. Únase a la red de desarrolladores de herramientas de LabVIEW a través de la comunidad NI – Conéctese con otras aplicaciones de usuarios LabVIEW quienes construyen toolkits, o envíe sus preguntas para investigación y desarrollo de LabVIEW y ingenieros de aplicaciones de NI.

– Jeff Meisel jeff.meisel@ni.com Jeff Meisel es gerente de producto para herramientas de LabVIEW en National Instruments. Cuenta con un grado de licenciatura en ingeniería de computación por Kansas State University.

Para unirse a la red de desarrolladores de herramientas de LabVIEW a través de la comunidad de NI, visite ni.com/info e ingrese nsi9228.

Servicios de Hardware

Servicios de Software

Ambiente

Toolkit

Conectividad

LabVIEW

Figura 2. Existen muchas tecnologías de NI para construir una herramienta.

Call Library Node, ■■

Code Interface Node .NET ■■

Formula Node■■

File I/O■■

TCP/IP■■

Script Node■■

ActiveX/COM■■

Project Provider■■

Scripting en LabVIEW ■■

Menús y Palettes■■

Plug-ins para Control ■■

de Código Fuente (SCC)

20 Q3 2009

Servicios y Soporte

La Capacitación Bajo Demanda Ofrece Opciones de Aprendizaje AutodidactasAumente sus habilidades en el desarrollo de aplicaciones con software y hardware de NI mediante el programa de entrenamiento bajo demanda. El entrenamiento bajo demanda es una serie de módulos de autoestudio que están disponibles sin costo exclusivamente para miembros del programa de mantenimiento de software. Estos módulos de entrenamiento cubren un amplio número de temas incluyendo características de hardware y software, áreas de aplicación, y desarrollo de mejores prácticas. Cada módulo de entrenamiento bajo demanda tiene un duración de aproximadamente 15 minutos con un guión escrito del diálogo del instructor para ayudarle. Se incluyen preguntas en cada módulo para probar su retención del material. Además, la mayoría de los módulos caracterizan una demostración y ejercicio para ayudarle a practicar los conceptos aprendidos. National Instruments está expandiendo su librería de entrenamiento bajo demanda y recientemente presentó 15 nuevos módulos de entrenamiento. Uno de los nuevos módulos, titulado “Importando Código Externo a LabVIEW FPGA Utilizando CLIP,” ofrece un resumen de Component-Level Intellectual Property (CLIP) y le enseña cómo incorporar el CLIP Node en su Proyecto de LabVIEW FPGA. Otros módulos recientemente presentados son la Serie de Arquitecturas Avanzadas de NI TestStand. Se incluye un ejercicio para ayudarle a explorar los resultados de personalizar y omitir invocaciones de NI TestStand.

El entrenamiento bajo demanda está incluido en los programas de mantenimiento de software, tales como el Programa de Servicio Estándar (SSP). Los programas de mantenimiento de software también le ayudan a mantenerse actualizado en la última tecnología a través de actualizaciones de software y paquetes de mantenimiento y ahorrar tiempo con acceso directo a soporte técnico de los ingenieros de aplicaciones de NI. Todos los clientes automáticamente reciben un año de membresía SSP con la compra de la mayoría del software de NI incluyendo NI Developer Suite.

Para ver módulos de entrenamiento bajo demanda, visite ni.com/info e ingrese nsi9225.

Aproveche de la capacitación sin gastos de viaje con la capacitación bajo demanda de National Instruments.

Una serie consiste en múltiples módulos bajo demanda relacionados entre sí. Vea estas series en el Centro de Recursos de Servicio:

Serie de Arquitecturas Avanzadas de NI TestStand■■

Serie de Entendiendo el Control de Movimiento■■

Serie de Controladores IV■■

Serie de Bases de LabVIEW Control Design■■

Para acceder a la capacitación bajo demanda para éstos y otros cursos, visite ni.com/info e ingrese nsi9227.

NI Presenta la Serie de Módulos Bajo Demanda

Vea estos nuevos módulos de capacitación en el Centro de Recursos de Servicio:

Importando Código Externo a LabVIEW FPGA Utilizando CLIP■■

Adquisición de Señal Dinámica y Especificaciones de Sensores■■

Expresiones de TestStand■■

Para acceder la capacitación bajo demanda de éstos y otros cursos, visite ni.com/info e ingrese nsi9226.

Tres Nuevos Módulos de Capacitación Bajo Demanda en el SRC

21ni.com/latam ni.com/mexico

El Futuro del Control de Instrumentos – El Software Aún es el InstrumentoEl futuro del control de instrumento sigue siendo un tema importante en pruebas y medición. Con tanta inversión hecha en un equipo de prueba y software, los equipos de ingenieros y gerentes están buscando garantías de que han satisfecho sus necesidades de prueba para el presente y futuro. Con esto en mente, National Instruments está proporcionando orientación en el futuro del control de instrumentos. Este artículo es un extracto del artículo completo disponible en línea. Los ingenieros están conscientes de que muy pronto necesitarán actualizarse a Windows Vista o Windows 7. La herramienta de software de desarrollo que seleccionen determinará cómo son afectados sus sistemas. Debido a que las capas estándar de la plataforma de Arquitectura de Software de Instrumento Virtual (VISA) se hace cargo de la interacción con el hardware y la comunicación a bajo nivel con el sistema operativo, estos ingenieros deberían seleccionar un ambiente de desarrollo de aplicación (ADE) que se integre de manera transparente con una implementación de VISA regularmente actualizada.

NI desarrolla NI-VISA junto con los ADEs enfocados a pruebas y medición tales como NI LabVIEW, LabWindows™/CVI, y Measurement Studio para asegurar compatibilidad y facilidad de uso para ingenieros, no importando el lenguaje de programación que seleccionen. Con versiones anuales planeadas, estos ADEs soportarán nuevos sistemas operativos y tecnologías. Muchas herramientas de software centradas en aplicación o de instrumentos específicos han ido y venido, pero LabVIEW y ANSI C siguen siendo opciones populares entre los ingenieros de pruebas después de más de 20 años de uso.

Tendencias Futuras Para el Software de Control de InstrumentosMenos dependencia en hardware específico –■■ El software continuará abstrayendo el hardware de la prueba lógica con capas de abstracción de hardware definidas por el usuario construidas en la abstracción existente provista por VISA, IVI, y controladores de instrumentos plug-and-play.

Importancia continua de controladores de instrumentos ■■

probados a futuro – Un controlador de instrumento LabVIEW creado en 1995 aún funciona hoy, sin modificación, hasta cuando es utilizado con las nuevas tecnologías de buses y dentro de diferentes sistemas operativos. La Red de Controladores de Instrumentos (ni.com/idnet) contiene más de 7,500 controladores de instrumentos con cientos más agregados cada año por NI, otros fabricantes, y usuarios finales.

Herramientas de depuración que simplifiquen sistemas ■■

híbridos – Utilizando un equipo mixto puede producir sistemas de prueba de bajo costo y alto rendimiento que son difíciles de configurar. Herramientas tales como NI Measurement & Automation Explorer (MAX) y NI Spy hacer que la depuración distribuida de múltiples fabricantes sea mucho más fácil.

No importa qué nuevas tecnologías emerjan en los años siguientes, los ingenieros pueden estar seguros que National Instruments continuará proporcionando el software de control de instrumentos necesario para aprovechar de los avances tecnológicos al tiempo que se preserva la inversión del hardware y software existente. En el futuro, como en el pasado, una cosa se mantiene cierta – el software es el instrumento.

Para aprender cómo el software de NI puede ayudarlo a controlar sus instrumentos, visite ni.com/info e ingrese nsi9230.

Controladores De Instrumentos

La marca LabWindows es utilizada bajo licencia de Microsoft Corporation. Windows es una marca registrada de Microsoft Corporation en los Estados Unidos y otros países.

Figura 2. NI Spy es una herramienta poderosa de depuración que simplifica la depuración de sistemas híbridos.

Figura 1. NI invierte en preservar la compatibilidad hacia atrás con tecnologías futuras, como se muestra con una demostración de control

de instrumento con LabVIEW ejecutándose en una instalación beta del próximo sistema operativo de Microsoft, Windows 7.

22 Q3 2009

NASA Prueba el Telescopio James Webb con LabVIEW FPGA

Casos de Éxito

El Telescopio Espacial James Webb (JWST) es el próximo gran telescopio que la NASA utilizará para observar miles de galaxias distantes para investigar formaciones iniciales de galaxias en el universo. Para medir numerosos objetos distantes, el instrumento debe simultáneamente observar un gran número de objetos en posiciones previamente desconocidas. Para hacer esto, la NASA desarrolló el arreglo de micro-obturadores, una matriz de 171 por 365 de obturadores de 100 por 200 μm que abren bajo control de acceso aleatorio y simultáneamente apuntan a más de 100 objetos distantes. Los micro-obturadores deben funcionar confiablemente hasta 100,000 ciclos en diferentes diseños de obturadores, y el sistema de control necesita cerrar o abrir cada una de las 365 columnas del arreglo de obturadores al momento exacto en que el magneto pasa. En otras palabras, considerar cada columna del arreglo de obturador como una tablilla de 1 pulgada de ancho en una cerca de 30 pies de largo. El magneto es como un avión moviéndose pasado el obturador a más de 700 mph solo a 3 pies de distancia. Para controlar los obturadores, tenemos que comunicarnos con la electrónica de control y registros de corrimiento de alto voltaje. El nuevo sistema necesita rápidamente comunicarse y proporcionar utilerías para probar y verificar muchas operaciones de soporte de la electrónica. El sistema debe ser contra fallas y cumplir con todos estos requerimientos porque las pruebas abren y cierran los obturadores 240 veces por minuto por días. Si el sistema pierde sincronización, los obturadores se pueden dañar muy rápidamente. Para cumplir con estos requerimientos, la NASA seleccionó un módulo de E/S reconfigurable PXI-7813R y el LabVIEW FPGA Module para realizar el control de obturadores, lo cual ahorra cientos de horas-hombre y miles de dólares comparado con desarrollar un chip personalizado. Además de reducir los costos, podemos modificar el algoritmo de control para mejorar las pruebas, explorar problemas, y avanzar en el desarrollo del arreglo de micro-obturadores.

– Eric Lyness, Mink Hollow Systems, y David Rapchun and Knute Ray, NASA Goddard Space Flight Center

Para leer acerca de 10 tecnologías esenciales para control de movimiento de alto rendimiento, visite ni.com/info e ingrese nsi9233.

EL RETO

Sincronizar el movimiento de un magneto moviéndose a más de 1 m/s con la apertura y cierre de decenas de miles de sistemas microelectromecánicos (MEMS) del tamaño de un cabello.

LA SOLUCIÓN

Utilizar el NI LabVIEW FPGA Module y un módulo de E/S reconfigurable NI PXI-7813R para ubicar precisa y determinísticamente la posición de un magneto y las salidas apropiadas para controlar los micro-obturadores en sincronización perfecta.

Un modelo a escala completo de un sexto del tamaño despliega el espejo del JWST en una cama óptica de prueba.

23ni.com/latam ni.com/mexico

Casos de Éxito

Optimizando la Producción de Paneles SolaresEL RETO

Optimizar cada etapa de la producción de paneles solares y el proceso de instalación desde la purificación del silicio hasta la instalación final y el monitoreo.

LA SOLUCIÓN

Utilizar hardware y software de NI para aumentar la eficiencia a través del proceso de producción de paneles solares, desde la purificación del mineral del silicio hasta la manufactura y pruebas del producto final.

La luz solar es el recurso natural más abundante. Debido a que el sol no está sujeto a las mismas limitantes de suministro que los combustibles fósiles y está disponible en todas partes, está siendo utilizado como un recurso puro de energía renovable gratuito. Nuestros ingenieros en Siliken Renewable Energy trabajan para aprovechar este recurso abundante y encarar inquietudes referentes al ambiente y la energía. Siliken es diferente de otros fabricantes de celdas fotovoltaicas (PV) porque manejamos todos los aspectos del desarrollo de celdas solares, desde la purificación del silicio a la fabricación del panel y su verificación. Los productos de NI juegan un papel importante en nuestra investigación y desarrollo para innovar y producir nuevas tecnologías y probar cada panel solar que producimos. Para purificar el silicón para nuestras celdas PV, utilizamos un proceso novedoso de purificación que es aproximadamente 40 por ciento más barato que los métodos tradicionales. Para incrementar más la eficiencia, incorporamos la plataforma PXI de NI, el LabVIEW FPGA Module, y software de sonido, vibración e imágenes en nuestro equipo estándar de control. Con esta plataforma de NI LabVIEW y PXI altamente integrada, podemos conducir tareas críticas durante el proceso de purificación utilizando una solución unificada. Después que ponemos las celdas PV en los paneles, utilizamos un sistemas basado en PC ejecutando LabVIEW y la tarjeta de adquisición de datos (DAQ) NI PCI-6220 de la Serie M para “cerrar” los módulos solares. Ensamblamos los paneles solares y realizamos pruebas de caracterización I-V para verificar la potencia de salida de cada módulo para asegurar que cada uno produce la potencia marcada. Utilizando NI CompactRIO, LabVIEW FPGA, y la tarjeta DAQ multifuncionales NI PCI-6122 de la Serie S, podemos realizar estas pruebas con mayor exactitud e incrementar de

manera significativa nuestro rendimiento. Como resultado, fuimos reconocidos por proporcionar la mejor tasa de rendimiento anunciada contra la real. Adicionalmente, estamos investigando otras formas de energía renovables, tales como celdas de hidrógeno y energía eólica utilizando CompactRIO y NI CompactDAQ, debido a que estas plataformas ofrecen ventajas operacionales y tiempos de desarrollo más cortos que otros herramientas de prueba y control tradicionales.

– Alberto Cortés y Ricardo Silla, Siliken Renewable Energy

Para ver un video de la aplicación de Siliken y aprender más acerca del proceso de desarrollo, visite ni.com/info e ingrese nsi9234.

Siliken Renewable Energy es el mayor fabricante de paneles solares en España.

¿Quiere ver imágenes y videos de otras aplicaciones interesantes? Conozca nuevos proyectos y aplicaciones interesantes que la comunidad NI está trabajando a través del Blog de NI Sweet Apps.

Para accesar al blog, visite ni.com/info e ingrese nsi9235.

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Perspectiva Tecnológica

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Información de Newsletter y Recursos

Desde la introducción de las laptops hace más de dos décadas, los fabricantes de PCs han hecho grandes progresos hacia la reducción del tamaño de los dispositivos de cómputo al reducir la laptop. Sin embargo, muchos de los primeros intentos de computación ultramóvil tenían ciclos de vida de batería inutilizables o características frustrantes tales como procesadores ineficientes e interfaces difíciles de usar, lo cual limitó su adopción. Una nueva clase de computadoras portátiles conocidas como “netbooks” superan mucho de estos defectos; y a precios que van desde menos de $400 dólares, son el segmento de más rápido crecimiento en la industria de PCs. La mayoría de las netbooks ofrecen un pantalla ancha de 8 a 10 pulgadas, un procesador Intel Atom x86, sistema operativo Windows XP ó Linux®, red inalámbrica, y conectividad USB – todo en un pequeño paquete. El nuevo procesador Atom proporciona capacidades de computación respetables

para su baja potencia; consume menos de 2.5 W, comparado al procesador típico para portátil Intel Core Duo requiriendo hasta 30 W; y está enfocado a necesidades de computación casuales tales como navegar en Internet y procesamiento de palabras. A pesar de no estar diseñadas para computación que requiere mucho procesamiento tal como animación 3D o video, las netbooks pueden cumplir con muchas de las necesidades para aplicaciones de adquisición

de datos tales como registro de datos, análisis simple de señales, y mediciones portátiles. Pueden reducir el costo total del sistema de medición y ofrecen un formato físico pequeño y altamente portátil cuando se usa en conjunto con un dispositivo de adquisición de datos energizado por USB.

Para ver comparaciones de rendimiento y consideraciones para un sistema de medición basado en netbook, visite ni.com/info e ingrese nsi9241.

Netbooks: Computación Compacta de Bajo Costo

Linux® es la marca registrada de Linus Torvalds en los Estados Unidos y otros países.

Las netbooks reducen el costo total de un sistema de medición al tiempo que proporcionan una plataforma de

computación altamente móvil para la instrumentación virtual.