Acquisizione con utilizzo dei Field Points.

Un altro sistema, che può essere utilizzato per l’acquisizione dei segnali provenienti da fotometri, è quello dei Field Points della National Instruments. Sono moduli a 8 ingressi a 16 bit, quindi con buona risoluzione, ma con una dinamica di inseguimento del segnale non molto elevata.

Il sistema di acquisizione con Field Pointes può essere configurato come viene indicato in seguito:

• Un modulo Field Point di collegamento al Network NI FP-1601, TCP/IP 100 Base TX (Fig.2.16).

Fig.2.16 - MODULO FP 1601.

• Un modulo Field Point FP-AI-100 per 8 ingressi analogici (Fig.2.17).

Fig.2.17- MODULO FP –AI -100.

• Un computer con porta ethernet.

2.7.4 Computer.

E’ sufficiente un PC con slot PCI libero, per l’inserimento della scheda di acquisizione dati, oppure dotato di porta ethernet per il collegamento del modulo FP 1601, nel caso in cui si adottasse la soluzione dei Field Points per l’acquisizione dei dati.

2.7.5 Software.

Il pacchetto software utilizzato per l'acquisizione, l'analisi e la presentazione dei dati è il LabVIEW™ della National Instruments Corporation.

Il LabVIEW™ è stato progettato per misurare, controllare, monitorare processi ed applicazioni. Esso consente di operare in un ambiente di programmazione grafica. Il software dispone di un compilatore grafico in grado di convertire il codice sorgente, costituito da diagrammi a blocchi, direttamente in codice macchina.

Utilizzando il LabVIEW™ si possono strutturare i programmi in forma modulare sviluppando una gerarchia di sottoprogrammi chiamati VIs (strumenti virtuali).

La definizione dei sottoprogrammi (VIs), consente al programmatore di gestire una intera sezione di codice, mediante la semplice gestione di una icona precedentemente definita, la quale definirà le connessioni di ingresso e di uscita (diagramma di flusso) alle restanti sezioni che costituiscono il diagramma completo.

Il LabVIEW™ utilizza il modello di programmazione DATAFLOW, cioè le icone (sottoprogrammi "VIs") che compongono il diagramma a blocchi, non vanno in esecuzione fin quando su di esse non arriva il flusso di dati necessario per l'esecuzione. La programmazione di tipo DATAFLOW, rispetto ai linguaggi che utilizzano una programmazione di tipo convenzionale, non ha vincoli per quanto riguarda l'ordine di creazione dei sottoprogrammi. L'ordine di esecuzione dei VIs in LabVIEW™ è stabilita dal flusso di dati tra i nodi e non dalle linee sequenziali di testo. Inoltre si possono creare diagrammi che hanno flussi di dati multipli ed eseguire più operazioni contemporaneamente. Nella libreria del LabVIEW™ sono presenti una serie di procedure (VI) con le seguenti funzioni:

- acquisizione, analisi ed elaborazione dei dati; - gestione dei file.

Un VI di LabVIEW consiste in un pannello frontale (front panel) e di un diagramma a blocchi (block diagram), dove quest'ultimo è composto da icone opportunamente connesse tramite il diagramma di flusso.

Il LabVIEW ha la capacità di poter lavorare in multitasking. Si possono mandare contemporaneamente in esecuzione più Vis indipendenti. In particolare modo può eseguire altre applicazioni senza interrompere controllo dei dati.

Il pannello frontale costituisce l'interfaccia per l'utente mentre il diagramma a blocchi interfaccia il codice attraverso le icone (Fig.2.18).

Nel pannello frontale vengono inserite le informazioni che necessitano al VI e vengono visualizzate le informazione di uscita dal diagramma a blocchi.

Il pannello frontale emula perfettamente il pannello fisico degli strumenti, da qui il nome di VI. Esso può contenere tutta la strumentazione virtuale inerente al controllo ed all'indicazione delle grandezze fisiche in esame.

Infatti si possono inserire interruttori di diverse forme (variabili logiche), indicatori digitali, indicatori analogici, grafici, ecc. proprio come in uno strumento reale. Inoltre selezionando questi simboli si attiva la funzione corrispondente nel diagramma a blocchi senza scrivere alcuna istruzione.

Fig.2.18 - Pannello frontale del sistema acquisizione dati.

Il diagramma a blocchi (Fig.2.19) viene creato collegando i vari blocchi funzionali presenti nella libreria del LabVIEW, con i terminali degli oggetti definiti nel pannello frontale, oppure nel caso di acquisizione e controllo di dati, con i terminali che interfacciano l'hardware esterno. Il collegamento avviene per mezzo di fili (wires) virtuali.

La manipolazione degli oggetti presenti sia nel pannello frontale che nel diagramma a blocchi, avviene utilizzando gli attrezzi di posizionamento presenti sulla tavolozza del pannello frontale o del diagramma a blocchi. Una volta selezionato un oggetto sul diagramma a blocchi o sul pannello frontale, lo si può cancellare, tagliare, copiare o muovere. Nel diagramma a blocchi, non si possono cancellare terminali creati dal pannello frontale. Per rimuovere il terminale bisogna cancellare il controllore dal pannello frontale.

I blocchi funzionali presenti nella libreria del Lab VIEW sono accessibili dalla finestra delle funzioni del menù del block diagram.

Fig.2.19 - Diagramma a blocchi di un fotometro.

Il LabVIEW offre la possibilità di poter vedere esattamente quello che accade durante l'esecuzione di un VI. Dal diagramma a blocchi è possibile abilitare un comando contrassegnato da una lampadina (virtuale); abilitando la lampadina, si abilita il comando che permette di osservare il flusso di dati. Quando parte l'esecuzione del VI, piccole palline scorrono lungo i fili di collegamento che rappresentano il flusso di dati. Quando le

informazioni arrivano alle icone (subVls) del diagramma, il nodo mostra il dato effettivamente arrivato all'interno di un riquadro.

Questo modo di operare è molto utile, in quanto si possono analizzare i singoli VI punto per punto ed è possibile vedere esattamente cosa succede all'interno dei subVI ed eventualmente trovare errori con molta facilità.

Diagramma a blocchi si individuano i seguenti oggetti.

- Dispositivo: questo è un numero intero e sta’ ad indicare lo slot di alloggiamento del dispositivo (scheda acquisizione);

- Canale: è una stringa, ed indica l'indirizzo del canale su cui si vuole acquisire; ad esempio la stringa ob0!scl!md6!24 indica l'indirizzo del canale 24 del modulo alloggiato nello slot numero 6 dello chassis numero 1, connesso al canale 0 della scheda acquisizione.

- Numero di campionamenti: è un numero intero ed indica quanti campionamenti si devono effettuare.

- Velocità di campionamento: indica la velocità con cui si devono effettuare i campionamenti;

- Limite superiore ed inferiore: rappresentano rispettivamente la massima e minima tensione del segnale analogico in ingresso; il LabVIEW usa questi valori per calcolare il guadagno.

- Mean: calcola la media dei campionamenti effettuati.

Inoltre sul diagramma a blocchi sono riportati una serie di operatori matematici e booleani. Le acquisizioni avvengono in modo sequenziale; cioè il VI inizia l'acquisizione dal primo canale del primo modulo e termina l'acquisizione sull'ultimo canale dell'ultimo. Si utilizza questa metodologia perché i moduli operano in modo multiplex.

Le acquisizioni vengono fatte ogni 4 minuti; per far ciò all'interno del VI è presente un contatore di tempo che detta i tempi di acquisizione ed i dati acquisiti vengono conservati in un array temporaneo. All'uscita del subVl di acquisizione i dati contenuti nell'array vengono convertiti in formato stringa. Successivamente, viene inserita un'altra stringa contenente l'orario di acquisizione.

Il VI crea automaticamente un file ogni giorno, etichettato con la data del giorno corrispondente. I dati vengono scaricati su un file di tipo testo; nella prima colonna è riportato l'orario di acquisizione e nelle colonne successive i dati di ogni sensore.