450-2028/03 – Virtuální instrumentace I (VI1)

Garantující katedraKatedra kybernetiky a biomedicínského inženýrstvíKredity6
Garant předmětuprof. Ing. Petr Bilík, Ph.D.Garant verze předmětuprof. Ing. Petr Bilík, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník3Semestrzimní
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2015/2016Rok zrušení2019/2020
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BIL45 prof. Ing. Petr Bilík, Ph.D.
BRA0052 Ing. Jindřich Brablík, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 0+12

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu Virtuální instrumentace I je seznámení studentů se základními hardwarovými a zejména softwarovými prostředky používanými při tvorbě automatizovaných měřicích systémů. Studenti se seznámí s filozofií graficky orientovaných vývojových prostředí. Základy programování v grafickém vývojovém prostředí. 1. Pojem Virtuální instrumentace, využití LabVIEW při psaní aplikací pro měření, analýzu a zobrazení signálů 2. Základní seznámení s grafickým vývojovým prostředím LabVIEW. 3. Vytvoření VI 4. Smyčky 5. Metody odlaďování programu 6. Pole a Cluster 7. Programové struktury 8. Modularita a vytváření subVI 9. Řetězec (string) 11. Vizualizace dat – Grafy 12. Zpracování chyb 13. Základní práce se soubory 14. Standardy a styl kódování v LV

Vyučovací metody

Přednášky
Experimentální práce v laboratoři
Projekt

Anotace

Studenti se v tomto předmětu seznámí se základními principy softwarových a hardwarových prostředků virtuální instrumentace. Zvládnou základy jazyka G a grafického vývojového prostředí LabVIEW.

Povinná literatura:

[1] VLACH, Jaroslav; HAVLÍČEK, Josef a VLACH, Martin. Začínáme s LabVIEW. Ilustroval Viktorie VLACHOVÁ. Praha: BEN - technická literatura, 2008. ISBN 978-80-7300-245-9. [2] WITTASSEK, Tomáš. Virtuální instrumentace I. Učební text. Ostrava: VŠB-TUO, 2012 [3] JENNINGS, Richard a DE LA CUEVA, Fabiola. LabVIEW graphical programming. 5th ed. Mechanical engineering. New York: McGraw-Hill, 2020. ISBN 978-1-260-13526-8. [4] BLUME, Peter A. The LabVIEW style book. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2007, xxi, 372 s. ISBN 978-0-13-145835-2.

Doporučená literatura:

[1] JOHNSON, Gary W. a JENNINGS, Richard. LabVIEW graphical programming. 4th ed. New York: McGraw-Hill, c2006. ISBN 0-07-145146-3. [2] BRESS, Thomas J. Effective LabVIEW programming. 1st ed. Allendale: NTS Press, 2013. ISBN 978-1-934891-08-7

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Semestrální práce Test Zápočet Zkouška

E-learning

Další požadavky na studenta

Žádné další požadavky nejsou na studenta kladeny.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Virtuální instrumentace jako obecný trend vývoje měřicí techniky, architektura automatizovaného měřicího systému, fáze procesu měření a jejich podpora softwarovými prostředky, členění vývojových prostředků pro vývoj aplikací v oblasti měření, základní filosofie vývojových prostředí používajících principů grafického programování. Úvod do vývojového prostředí LabVIEW, grafický programovací jazyk G, základní principy grafického programování a jeho historie, virtuální přístroj jako základní modul aplikace vytvářené programovacím grafickým G jazykem a jeho základní části, filozofie běhu programu řízeného tokem dat, ladicí prostředky integrované ve vývojovém prostředí - krokování, vizualizace toku dat, nasazování sond, nasazování bodu přerušení. Grafické rozhraní k uživateli - čelní panel virtuálního přístroje, objekty čelního panelu, jejich výběr a členění, editor čelního panelu a jeho editační možnosti, práce s nástroji při tvorbě čelního panelu, roletová menu objektů čelního panelu, datové typy a struktury spojené s objekty čelního panelu, módy objektů čelního panelu - ovládací a indikační. Blokový diagram virtuálního přístroje a jeho tvorba, koncové bloky, uzlové bloky, definice datových cest, programové struktury a jejich grafická reprezentace - cyklus typu FOR, cyklus typu WHILE, přepínač, sekvence, blok matematického výrazu, indexace ve vstupních a výstupních tunelech, posuvné registry, polymorfismus funkcí. Strukturované datové typy v LabVIEW a jejich reprezentace na čelním panelu virtuálního přístroje, indikátory grafů v grafickém prostředí a jejich členění, grafy registrační a statické, grafy dvou a trojrozměrné, datové struktury spojené s indikátory grafů a jejich programové vytváření. Nastavování vlastností běhu virtuálního přístroje - volby spojené s podobou okna virtuálního přístroje, nastavení voleb pro běh přístroje, vytváření dialogových oken pomocí voleb pro běh virtuálního přístroje, paralelismus v LabVIEW a priorita provádění jednotlivých částí blokového diagramu, používání funkce WAIT pro řízení priority provádění částí blokového diagramu. Obecná struktura aplikace složené z podřízených úloh, u nichž není požadováno paralelní provádění těchto úloh, sdílená datová oblast a předávání dat přes tuto oblast, globální proměnná a její použití při vytváření rozsáhlejších aplikací, módy globální proměnné. Uzly vlastností v blokovém diagramu pro programové ovládání vlastností objektů čelního panelu - použití pro jednoduché objekty - programové řízení viditelnosti, povolení přístupu uživatele k objektu, programové dotvoření nabídky objektu typu textové nabídky, uzly vlastností spojené s grafy, volba položek a módu v uzlu vlastností. Textové řetězce, prvky čelního panelu pracující s textovými řetězci, módy zobrazení, práce s textovými řetězci - úprava, nahrazování, vyhledávání, formátování do textového řetězce, skenování z textového řetězce, funkce pro formátování a skenování, funkce pro převod textového řetězce do pole a zpět. Archivace dat v souborech a funkce pro práci se soubory, komplexní funkce a práce s nimi, elementární funkce a jejich použití při práci se soubory, zachycování dat z čelního panelu po doběhnutí virtuálního přístroje a práce s nimi, typy souborů a práce s nimi. Uživatelsky definované objekty čelního panelu a způsob jejich vytváření v editoru objektů, definování a modifikace jednotlivých částí objektu, náhrada stávajícího objektu novým, doplnění knihovny objektů novým, dotváření čelního panelu importem grafiky, možnost animace objektů na čelním panelu. Chybový cluster a jeho význam pro řízení sekvenčnosti práce s měřicím přístrojem a pro zamezení pokračování při chybě. Programovací techniky přispívající k efektivitě běhu aplikace vytvořené v grafickém vývojovém prostředí LabVIEW, práce s reprezentacemi dat. Aplikace grafických programových struktur při řešení vybraných problémů - využití posuvných registrů v iteračních výpočtech a v numerických metodách, řešení diferenciálních rovnic využitím posuvných registrů. Informace o obslužných programech pro měřicí přístroje, přístrojovém ovladači. VI II. Základní poznatky. Projekty: Softwarová aplikace v jazyce G zaměřená do měřicí techniky. Laboratoře: Lab. 1: Úvod do vývojového prostředí LabVIEW, grafický programovací jazyk G, základní principy grafického programování, princip Data Flow a jeho implementace v grafickém programovacím jazyce G, modulární programování, ladicí prostředky prostředí LabVIEW. Lab. 2: Řídící programové struktury jazyka G, cykly FOR a WHILE, SHIFT registry a jejich použití pro implementaci algoritmu plovoucího průměru. Lab. 3: Pole, indexace polí, autoindexace v cyklech, polymorfismus funkcí. Lab. 4: Záznamy (clusters), funkce pro práci se záznamy. Lab. 5: Grafy, typy grafů, datové struktury pro grafy a práce s nimi. Zadání samostatné práce. Lab. 6: Rozhodování, CASE řídicí struktura, Formula Node, Stringy a práce s nimi, soubory, typy datových souborů, práce se soubory. Lab. 7: Použití uzlů vlastností pro programové ovládání vlastností objektů čelního panelu . Lab. 8: Práce s řetězci, úprava, nahrazování, vyhledávání, formátování do/skenování z řetězců. Lab. 9: Aplikace složená z více úloh a předávání dat mezi jejími částmi s využitím globální proměnné. Lab. 10: Práce se soubory, ukládání dat do textového souboru ve formátu vhodném pro import do tabulkového procesoru a vyčítání těchto souborů. Lab. 11: Vytváření dialogových oken a využití voleb běhu virtuálního přístroje, řízení priority při provádění jednotlivých částí blokového diagramu . Lab. 12: Řešení semestrálního projektu. Lab. 13: Řešení semestrálního projektu. Lab. 14: Vyhodnocení samostatné práce, test, zápočet.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2015/2016 zimní semestr, platnost do: 2019/2020 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 45 (45) 15
                Semestrální projekt Semestrální projekt 35  15
                Test Písemka 10  5 3
        Zkouška Zkouška 55  15 3
Rozsah povinné účasti: min 66% účast na tutoriálech

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (B2660) Počítačové systémy pro průmysl 21. století P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P angličtina Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K angličtina Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (B2660) Počítačové systémy pro průmysl 21. století P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (B3973) Automobilové elektronické systémy P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P angličtina Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K angličtina Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P angličtina Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K angličtina Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (B2660) Počítačové systémy pro průmysl 21. století P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (B3973) Automobilové elektronické systémy P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P angličtina Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K angličtina Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (B2660) Počítačové systémy pro průmysl 21. století P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P angličtina Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K angličtina Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
V - ECTS - bc. 2019/2020 prezenční angličtina volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - bc. 2018/2019 prezenční angličtina volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - bc. 2017/2018 prezenční angličtina volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - bc. 2016/2017 prezenční angličtina volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - bc. 2015/2016 prezenční angličtina volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.