Đi ều khi ển Arduino b ằng LabView - M ột h ướn g đi m ớ
i
DucLe gửi vào Thứ hai, 8 Tháng 2, 2016 - 17:30

I.Giới thiệu

Bạn nhàm chán với LED 7 Đoạn, Màn hình LCD, Bạn muốn đọc và xuất tín
hiệu Digital, hay bạn muốn xuất các giá trị analog thành dạng biểu đồ. Ghi
các giá trị mình đọc được vào file Excel. Làm một giao diện bằng máy tính
thân thiện với người sử dụng. Cùng vơ vàn điều khác nữa. Thế nhưng VB bạn
không biết, Visual Studio bạn cũng chẳng rành, JAVA, C++,C# quá khó cho
bạn. Processing ư, dẹp đi. Hôm nay chúng ta sẽ đến với LabView. "LabView
tương thích với 85% phần cứng trên thế giới được sản xuất từ năm 1985"
theo lời của thuyết trình viên mà mình tham dự hội thảo. Và vì sao mình
chọn Labview sẽ được giải thích.
Tác giả
Lê Quang Đức

II. Lập trình
1. LabVIEW là gì?


LabVIEW là một mơi trường lập trình đồ họa mà bạn có thể sử dụng để tạo
các ứng dụng với giao diện người dùng chuyên nghiệp một cách nhanh
chóng và hiệu quả. Hàng triệu kỹ sư và nhà khoa học sử dụng LabVIEW để
phát triển các ứng dụng đo lường, kiểm thử, và điều khiển tinh vi bằng cách
sử dụng các biểu tượng trực quan và dây nối tín hiệu. Ngồi ra, LabVIEW có
thể được mở rộng cho nhiều nền tảng phẩn cứng và hệ điều hành khác nhau.
Trong thực tế, nền tảng LabVIEW có khả năng tích hợp với hàng nghìn thiết bị
phần cứng và cung cấp hàng trăm thư viện được xây dựng sẵn để phân tích
nâng cao và hiển thị dữ liệu giúp bạn tạo ra các thiết bị ảo có thể tùy chỉnh

theo nhu cầu của mình.


•
•
•
•
•
•

Bởi vì chương trình LabVIEW mơ phỏng giao diện và hoạt động của
các thiết bị thực, chẳng hạn như dao động ký và thiết bị đo đa năng,
chương trình LabVIEW được gọi là thiết bị ảo (Virtual Instrument), thường gọi
tắt là VI. VI có Front Panel và Block Diagram. Front Panel là giao diện người
dùng. Block Diagram là chương trình phía sau giao diện người dùng. Sau khi
bạn xây dựng Front Panel, bạn thêm mã (code) để điều khiển các đối tượng
trên Front Panel bằng cách sử dụng các hình đồ họa đại diện cho các hàm.
Mã trên Block Diagram là mã dạng đồ họa, thường được biết đến là G code
(mã G) hoặc Block Diagram code.
Khác với các ngôn ngữ lập trình dạng văn bản, như C++ và Visual
Basic,LabVIEW sử dụng các biểu tượng thay vì các dịng văn bản để tạo
ra các ứng dụng. Trong lập trình dạng văn bản, thứ tự các dịng lệnh xác định
trình tự thực hiện chương trình. LabVIEW sử dụng lập trình đồ họa dạng
dịng chảy dữ liệu. Trong lập trình đồ họa dạng dòng chảy dữ liệu, dòng
chảy của dữ liệu qua các nút trên Block Diagram xác định trình tự thực hiện
chương trình. Lập trình đồ họa và thực thi dạng dịng chảy dữ liệu là hai đặc
tính chính làm LabVIEW khác với hầu hết ngơn ngữ lập trình đa dụng khác.
Đặc điểm của LabVIEW
Đồ họa và biên dịch
Lập trình theo dạng dòng chảy dữ liệu hướng

Đa mục tiêu và nhiều nền tảng
Hướng đối tượng
Khả năng đa luồng
Phần cứng bạn cần có
01 board Arduino Uno.

2. Phần mềm bạn cần có
Tải về và cài đặt Arduino IDE phiên bản mới nhất tại
đây: />2.
Tải về cài đặt LabView 2014: các bạn google từ khóa "labview 2014
full download".
3.
Tải
về
cài
đặt VI
Package
Manager mới
nhất
tại
đây: />Cài đặt như sau
Để kết nối và làm việc với Arduino, trên LabVIEW cần có 1 bộ VIs của
Arduino. Thơng qua bộ VIs, LabVIEW có thể lấy dữ liệu từ các chân
Arduino và xử lý, điều khiển hoặc hiển thị kết quả trên màn hình máy tính.
1.


Do sự phổ biến và chuẩn hóa của Arduino nên bộ VIs của nó đã được phổ
biến rộng rãi khơng cần người sử dụng phải tự lập trình. Thật ra khơng cần
một bộ VIs cũng có thể giao tiếp Arduino với Labview (Mình sẽ viết sau).

Trước mắt mình sẽ hướng dẫn các bạn sao cho dễ hiểu nhất. Ứng dụng lập
tức mà khơng cần địi hỏi nhiều mặt chun mơn.
Thơng thường khi viết giao diện bạn cần phải viết trên máy tính 1 trong
những ngơn ngữ lập trình nói trên (C++, JAVA, C#,...). Đồng thời cũng phải
viết trên Arduino 1 lần nữa bằng C thì mới giao tiếp được. Với bộ VIs thì hầu
như chỉ cần thiết kế giao diện thơi mọi việc đã có LabView xử lý hết.
Hiện nay có 2 chuẩn: LIFA vàLINX Trong bài viết này mình sẽ sử dụng
chuẩn LIFA. (LINX mình đang có rắc rối nhỏ là cứ mỗi lần giao tiếp là phải
nạp lại) Để sử dụng được ta thực hiện theo các bước sau:
Bước 1

Cài đặt VI Package Manager (VIPM) – đây là phần mềm quản lý cũng như
giúp chúng ta download các gói VI của LabVIEW.

Bước 2

Sau khi cài đặt xong ta vào VIPM và tìm giao diện Arduino cho LabVIEW với từ
khóa “LabVIEW Interface for Arduino” . Sau đó cài đặt LabVIEW Interface
for Arduino cho LabVIEW, lưu ý là phải đúng phiên bản của LabVIEW.


Bước 3

Kết nối Arduino với máy tính qua cổng USB.
Bước 4

Nạp mã nguồn cho Arduino để có thể giao tiếp với LabVIEW.

o


Tìm đến <LabVIEW> là nơi chứa thư mục LabVIEW sau khi cài đặt.
Ví dụ: cài LabVIEW tại ổ C thì <LabVIEW> sẽ tương ứng

•

với: C:\Program Files\NationalInstruments\LabVIEW 20XX. (XX là 14
trong bài ví dụ này)
Chọn vi.lib\LabVIEW interface for Arduino\Firmware Kích đúp

•

vàoLIFA_Base. Trình dịch IDE Arduino sẽ tự hiện thị


•

Chọn đúng Board và Serial Port sau đó kích vào Upload để nạp vào
Arduino. Khi có thơng báo Done uploading là đã nạp thành cơng và đã
có thể làm việc với Arduino trên LabVIEW.
Khởi động LabVIEW
Khi bạn khởi động LabVIEW, cửa sổ Getting Started xuất hiện:


Sử dụng cửa sổ Getting Started để tạo ra các dự án mới và VI. Bạn có thể
tạo ra các chương trình từ đầu hoặc từ các chương trình mẫu và các ví dụ.
Bạn cũng có thể mở các tập tin LabVIEW đã có sẵn và truy cập vào các tài
nguyên và trợ giúp của cộng đồng LabVIEW.
1.
Chọn File»Create Project để hiển thị hộp thoại Create Project. Hộp
thoạiCreate Project hiển thị một danh sách các chương trình mẫu và các ví

dụ mà bạn có thể sử dụng để đảm bảo rằng dự án bạn tạo ra sử dụng thiết
kế đáng tin cậy và phương thức lập trình chính thống.
2.
Tìm dự án mẫu thích hợp với mục tiêu mà bạn muốn thực hiện với dự
án. Sử dụng các tính năng sau đây để tìm kiếm các dự án mẫu:
o
Filters – Chỉ hiển thị chỉ kết quả của một loại nhất định, chẳng
hạn như các dự án mẫu cho một mục tiêu cụ thể.
o
Additional Search - Tìm kiếm theo các từ khóa, tiêu đề, và mô
tả của các kết quả đã lọc.
o
More Information - Mở tập tin trợ giúp cho các mục. Xem lại
các tập tin trợ giúp để đảm bảo rằng dự án mẫu thích hợp với mục tiêu mà
bạn muốn dự án thực hiện.
3.
Nhấn nút Next hay Finish để cấu hình chi tiết cho dự án, bao gồm
cách lưu dự án. Sau khi bạn hồn thành việc cấu hình dự án, LabVIEW lưu dự
án và mở cửa sổ Project Explorer.
4.
Sử dụng cửa sổ Project Explorer để chỉnh sửa dự án. Tham khảo các
ghi chú trên block diagram của VI trong dự án mẫu để biết thêm thông tin về
cách chỉnh sửa dự án. Tham khảo thêm thư mục Project


Documentation trong cửa sổProject Explorer để biết thêm thông tin về
cách chỉnh sửa dự án.
Các thanh công cụ liên quan đến dự án

Sử dụng các nút trên các thanh công cụ Standard, Project, Build,

và Source Control để thực hiện các hoạt động trong một dự án LabVIEW.
Các thanh công cụ có sẵn ở trên cùng của cửa sổ Project Explorer. Bạn có
thể cần phải mở rộng cửa sổ Project Explorer để xem tất cả các thanh công
cụ.

3. Chức năng từng khối

a. Khối INIT

Ta có thể thấy khối Init có rất nhiều chân ra song để thiết lập cho việc
kết nối ta chỉ quan tâm tới một vài chân.Cụ thể là:
o
Chân VISA resource là chân thiết lập cổng COM để giao tiếp
•

giữa LabVIEW và Arduino.
o
Chân Baud Rate là chân thiết lập tốc độ baud.Tốc độ baud là
115200 đối với Arduino Uno, là 9600 đối với các dòng Arduino khác.


o

Chân Board Type là chân để chọn loại Arduino để làm việc.Có 3

loại Arduino được hỗ trợ là: Uno,Mega 2560 và Dimuelanove/Atmega
328.
o
Chân Connection Type là chân lựa chọn kiểu kết nối: qua
USB,XBEE hoặc Bluetooth.

o
Chân Arduino Resource để kết nối với các khối khác. Cách thiết
lập chân và một số lưu ý nhỏ khi nối các khối
o
Một khối được chia làm 2 dãy chân dữ liệu.
Các chân nằm bên trái của khối là các chân đưa dữ liệu vào
hoặc là các thiết lập ban đầu của tín hiệu. Các chân bên phải là các chân đưa
dữ liệu ra hoặc các thành phần của tín hiệu đã tách được khi qua khối.
o
Để thiết lập bất kỳ chân nào của một khối ta làm như sau:









Đưa con trỏ chuột tới chân cần thiết lập sao cho con trỏ
chuột trở thành Wiring tool (hoặc có thể dùng Tool Palette).
Click Chuột phải, sau đó trỏ chuột vào Create chọn kiểu
thiết lập.Có 3 kiểu thiết lập: Constant(hằng số), Control(điều khiển),
Indicator(hiển thị) tùy vào mục đích để lựa chọn phù hợp.
Chân Arduino Resource của khối này nối với chân
Arduino Resource của khối khác.
Chân error out của khối trước thì nối với error in của
khối liền sau.
Đối với các khối còn lại ta cũng thiết lập tương tự
b. Khối CLOSE


Là khối để dóng một chương trình giao tiếp với Arduino.Và chỉ gồm các chân
cơ bản là Arduino Resource, error in, error out.
c. Khối LOW LEVEL


Bao gồm các khối để đọc, ghi tín hiệu analog hoặc digital từ board Arduino.
Ngồi ra cịn có các khối phục vụ việc băm xung, bus...
d. Khối SENSORS


Bao gồm các khối VI sensor thường dùng như: Cảm biến nhiệt độ, cảm biến
ánh sáng, LCD, led 7 thanh, led nhiều màu...
Ngoài các khối cơ bản kể trên, trong gói Arduino cịn có thêm khối
Example gồm các ví dụ đã được thiết kế sẵn và khối Utility

4. Demo điều khiển LED trong Example làm ví dụ:
Mở ví dụ "Arduino
•
•
•
•
•

BlinkM.vi" trong thư mục "LabVIEW Interface for

Arduino". Có 4 đèn hiện thị trên board Arduino:
Đèn báo Nguồn (Power LED)
Đèn báo Truyền (TX)
Đèn báo Nhận (RX)

Đèn báo ở chân Led số 13 Khi giao tiếp với máy tính thành cơng thì đèn
TX và RX sẽ sáng.
Bấm nút "RUN" để chạy chương trình.


III. Kết luận
LabVIEW là phần mềm trực quan và có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp.
Trong khi Arduino đang nổi lên như là một hướng đi mới trong lĩnh vực điện
tử, điều khiển tự động. Sự kết hợp giữa LabVIEW và Arduino giúp nhanh
chóng thực hiện các ứng dụng thu thập dữ liệu và điều khiển thiết bị. Việc
nghiên cứu về LabVIEW kết hợp với Arduino đang rất được quan tâm và hứa
hẹn sẽ phát triển trong tương lai. "Trích từ nhiều nguồn"
Rate node
lên
6 thành viên đã đánh giá bài viết này hữu ích.

•

3238 lượt xem

Từ khóa:
LabVIEW
arduino
lập trình LabVIEW
kéo thả
lập trình Arduino đơn giản
Chuyên mục:
Level: Advanced - Nâng cao
MẸO
Bài viết truyền cảm hứng cho bạn? Hãy làm theo và đóng góp lại cho tác giả tại đây.


CÁC D Ự ÁN ĐƯỢ C TRUY ỀN C ẢM H ỨNG

•

Bạn có một dự án hay và được truyền cảm hứng từ bài này? Cùng đóng góp!