Anbindung von Sensordaten an 3D-Modelle

Seit über 20 Jahren erleichtert die Software NI LabVIEW Anwendern über 2D-Diagramme und -Graphen die Erstellung von Benutzeroberflächen und Anzeigen. LabVIEW 8.6 stellt ein neues Konzept der Visualisierung von Daten vor: die 3D-Sensordarstellung. Damit lassen sich CAD-Modelle problemlos in die LabVIEW-Umgebung integrieren, so dass sichtbar wird, wie erfasste Daten mit dem Prüfling zusammenhängen.

Darstellung der Daten aus Datenerfassungskanälen anhand von 3D-Modellen

Mit dem in LabVIEW enthaltenen Express-VI Sensordarstellung können anwenderdefinierte CAD-Modelle (VRML- oder STL-Datei) in LabVIEW importiert, realen Datenerfassungskanälen oder simulierten Sensoren zugewiesen und die Modelle auf dem LabVIEW-Frontpanel dargestellt werden. Diese neue Funktion ist ideal für die Darstellung von Daten in Anwendungen mit hoher Kanalanzahl geeignet, bei denen die Unterscheidung der vielen Kanäle auf einem Graph nur schwer möglich ist. Die Möglichkeit, den Ausgang eines einzelnen Sensors anhand eines Modells zu erkennen, erleichtert auch das Lokalisieren defekter Sensoren, so dass die Effizienz der Prüfanwendung insgesamt ansteigt. Wird dasselbe Modell für Design, Test und Produktion eingesetzt, können auch verschiedene Entwicklerteams erwartete Ergebnisse besser mit realen Daten vergleichen.

Abbildung 1: Express-VI Sensordarstellung in LabVIEW

Verwendung des LabVIEW-Express-VIs zur Modelldarstellung

Navigieren Sie zum Express-VI Sensordarstellung in der Funktionenpalette unter Funktionen >> Audio & Grafik >> 3D-Bildelemente >> Helfer >> Sensordarstellung (Functions >> Graphics & Sound >> 3D Picture Control >> Helpers >> Sensor Mapping).

Abbildung 2: Helferpalette mit Express VI Sensordarstellung

Wird das Express-VI auf dem Blockdiagramm platziert, erscheint das Konfigurationsfenster. Dann kann das Modell über den Dialog "Modellpfad" (Model Path) geladen werden und erscheint in einer großen 3D-Abbildung (s. Abb. 3). Das LabVIEW Express-VI Sensordarstellung unterstützt Standard-VRML- und -STL-Modelldateitypen, die in den meisten CAD-Programmen, darunter SolidWorks, AutoCAD und Pro/E, für den Export zur Verfügung stehen.

Abbildung 3: Das Modell wird über den Dateidialog Modellpfad geladen.

Bestehende DAQmx-Tasks können mit dem Drop-down-Menü auf der rechten Seite des Dialogfelds geladen werden. Alle in diesem Task verfügbaren Kanäle erscheinen im unten abgebildeten Dialogfenster Kanalliste (Channel List). Die Kanäle lassen sich per Drag and drop aus der Kanalliste dorthin ziehen, wo der Sensor angebracht werden soll. Dieser kann auch später noch verschoben werden, entweder direkt in der Darstellung oder durch erneutes Ziehen aus der Kanalliste an eine neue Position.

Abbildung 4: Kanäle von DAQmx-Tasks können in dem Modell dargestellt werden.

Wenn Kanäle simuliert werden sollen, lässt sich das Modell um freie oder simulierte Sensoren ergänzen. Diese können über einen Rechtsklick an die gewünschte Position gebracht werden. Werden freie Sensoren mit einem DAQmx-Task verwendet, müssen die entsprechenden Sensorkanäle ans Ende des Ausgangsarrays am VI DAQmx Read auf dem Blockdiagramm angehängt werden. Dazu erstellt man ein Array numerischer Bedienelemente und nutzt die Funktion „In Array einfügen“ (Insert Into Array) in der Palette Funktionen >> Programmieren >> Array (Functions >> Programming >> Array).

Abbildung 5: Reale und simulierte Daten können mit der Funktion „In Array einfügen“ kombiniert werden.

Sobald die Sensoren platziert wurden, können Maximal- und Minimalwerte bearbeitet und Farbpräferenzen über das Bedienelement „Farbrampe“ (Color Ramp) festgelegt werden. Ist das Express-VIs vollständig konfiguriert, klickt man auf die Schaltfläche „OK“. LabVIEW erzeugt dann den zugehörigen Programmcode, um die notwendigen Berechnungen anzustellen.

Abbildung 6: Datenbereiche und Farboptionen können mit der Farbrampe angepasst werden.

NI-DAQmx-Daten, simulierte Daten oder eine Kombination daraus können in den Eingang „Sensorwerte“ eingegeben werden. Dann verdrahtet man den Ausgang mit der 3D-Bildfunktion, die auf der Palette Bedienelemente >> Graphen >> 3D-Bildelement (Controls >> Graphs >> 3D Picture Control) zu finden ist. Bevor die Anwendung ausgeführt wird, muss über einen Rechtsklick auf das 3D-Bildelement eine Interaktionsmethode aus dem Menü Kamera-Controller (Camera Controller) gewählt werden.

Abbildung 7: Mit einem Rechtsklick auf das 3D-Bildelement kann die Art der Kamerasteuerung (Kamera-Controller) ausgewählt werden.

Fazit

Das LabVIEW-Express-VI Sensordarstellung macht eine einstmals zeitraubende Aufgabe jetzt sehr einfach. Anwender können problemlos CAD-Modelle importieren, Sensoren darauf platzieren und die Daten während der Ausführung der Applikation darstellen. Diese neue Funktion ist ein weiteres Beispiel dafür, wie LabVIEW die Erstellung dynamischer Benutzeroberflächen für leistungsstarke Anwendungen vereinfacht.

Mehr über LabVIEW 8.6

• Mehr über die neuen Funktionen von LabVIEW 8.6 erfahren Sie unter ni.com/labview86/d.
• Testen Sie die neuen LabVIEW-Funktionen online unter ni.com/trylabview/d.

Weiterführende Informationen

• Handbücher: Upgrade-Hinweise zu LabVIEW 8.6
• Aktuelle LabVIEW-Evaluierungsversion zum Download
• Sehen Sie den Webcast "Was ist neu in LabVIEW 8.6"?

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