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LabVIEW와 하드웨어 통합

에이티에스 2023. 2. 22. 20:00
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더 간단한 시스템 통합으로 개발 시간 절약

시스템 프로그래밍을 시작할 수 있도록 모든 것을 설정하고 구성하는 시스템 통합은 주요 작업이 될 수 있으며 수행하려는 프로그래밍, 측정 또는 테스트보다 더 많은 시간이 걸리는 경우가 많습니다. 다양한 하드웨어 장치를 기존 도구와 통합하는 것은 시간을 낭비하는 단계와 가능한 비호환성으로 인해 위험이 증가합니다.

먼저 모든 하드웨어에 맞는 드라이버를 찾은 다음 설치 방법을 파악하고 소프트웨어에서 호출해야 합니다. 드라이버를 사용할 수 있게 되면 하드웨어와 통신하고 드라이버 디자이너가 특정 장치에 적합하다고 결정한 프로그래밍 모델을 학습해야 합니다. LabVIEW는 이러한 단계 중 일부를 제거하고 다른 단계를 훨씬 더 쉽게 만들어 시간과 좌절을 줄여줍니다.

LabVIEW는 모든 하드웨어 구성요소를 포괄하는 하나의 소프트웨어 도구입니다. 드라이버는 일반적인 하드웨어 장치에서 쉽게 사용할 수 있습니다. 각 하드웨어 드라이버는 유사하고 친숙한 프로그래밍 모델과 LabVIEW에 직접 설치된 모델을 사용하는 방법의 예제를 공유합니다.

 

모든 하드웨어에 연결

LabVIEW를 사용하면 단일 개발 환경에서 모든 하드웨어를 사용할 수 있습니다. LabVIEW와 하드웨어 간의 통신 레이어 역할을 하는 드라이버 소프트웨어로 연결을 가능하게 합니다. LabVIEW 드라이버 소프트웨어는 데이터 수집 디바이스를 포함한 여러 유형의 계측기, 버스, 센서에 긴밀한 통합을 제공합니다.

박스형 계측기; 모듈 식 기기; 모션 컨트롤러 및 모터 드라이브; 머신 비전 및 이미지 처리 하드웨어; 무선 센서; 및 현장 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA). 드문 경우지만 LabVIEW 드라이버가 아직 존재하지 않는 경우, 다른 프로그래밍 언어에서 드라이버를 가져오거나 로우 레벨 통신을 사용하여 자체 드라이버를 구현할 수도 있습니다.

그림 1. LabVIEW는 수 천 개의 측정 및 컨트롤 디바이스를 긴밀하게 통합합니다.
 

NI 하드웨어

NI는 PC 기반 데이터 수집 분야의 글로벌 마켓 리더로서 데스크탑, 휴대용, 산업용 및 임베디드 어플리케이션을 위한 완벽한 데이터 수집 제품군을 보유하고 있습니다. NI-DAQmx 드라이버 소프트웨어를 사용하면 USB, PCI, PCI 익스프레스, PXI, PXI 익스프레스, 무선 및 이더넷과 같은 다양한 주요 버스 및 폼 팩터에서 LabVIEW에서 200개 이상의 데이터 수집 디바이스를 통합할 수 있습니다.

데이터 수집 하드웨어 외에도 NI는 특수 테스트, 측정 및 컨트롤 하드웨어를 제공합니다. PXI 계측기는 자동화 테스트 시스템을 위해 측정, 신호 생성, 무선 주파수 (RF) 및 스위칭 구성요소를 동기화합니다.

NI 프로그래밍 가능한 자동화 컨트롤러는 PLC의 견고함과 산업용 측정 및 컨트롤 어플리케이션을 위한 PC의 성능을 결합한 제품입니다. 비전 장치는 또한 구성 요소 위치 확인, 물리적 요소 계수 및 바코드 판독과 같은 많은 기존 센서에서 볼 수 없는 고유한 기능을 제공합니다. 각 하드웨어 유형에는 LabVIEW에 편리하게 통합할 수 있는 자체 드라이버 소프트웨어가 포함되어 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

  • 디지털 멀티미터
  • 고속 디지타이저(오실로스코프)
  • RF 신호 분석기
  • RF 신호 발생기
  • 신호 발생기
  • 고속 디지털 I/O
  • 스위치
  • 프로그래밍 가능 전원 공급 장치
  • 재구성가능한 FPGA I/O
  • 모션 컨트롤러
  • 비전 시스템

본 모든 제품의 드라이버는 LabVIEW를 염두에 두고 설계되었으며 하드웨어의 모든 사용 가능한 기능에 편리하게 액세스할 수 있습니다. 드라이버는 LabVIEW에 직접 설치되고 함수 팔레트에 새로운 함수를 추가하므로 하드웨어를 찾고 지원을 포함하느라 시간을 낭비하지 않아도 됩니다.

NI 디바이스 드라이버는 일반적으로 디바이스 이름 별칭 및 하드웨어 시뮬레이션과 같은 고급 기능을 구현하므로 특정 디바이스에 얽매이지 않고 소프트웨어를 개발할 수 있습니다. 디바이스가 동일한 기능을 지원하는 한, 드라이버는 PCI 기반 데이터 수집 디바이스에서 무선 디바이스로 이동할 때와 같이 기본 기술이 크게 변경된 경우에도 새 디바이스에 적응할 수 있습니다.

 

타사 하드웨어

LabVIEW는 인스트루먼트 드라이버를 통해 수천 개의 타사 인스트루먼트에 연결됩니다. 인스트루먼트 드라이버 네트워크 (IDNet)는 LabVIEW에서 하드웨어를 사용할 수 있도록 10개 이상의 타사 공급업체의 인스트루먼트용 350,000개 이상의 무료 드라이버를 제공합니다.

대부분의 드라이버는 NI의 인증을 받았기 때문에 NI 품질 및 사용성 표준을 충족하며 NI 어플리케이션 엔지니어가 지원합니다.

인스트루먼트에 맞는 인스트루먼트 드라이버를 찾을 수 없거나 기존 드라이버에 기능을 추가하려는 경우, LabVIEW 마법사는 인스트루먼트 드라이버 개발에 필요한 프레임워크를 신속하게 생성하기 위한 코드를 자동으로 생성합니다. LabVIEW에는 GPIB, 시리얼 (RS232, RS485 및 RS422), USB, VXI, PXI, 이더넷, IEEE 1394, VISA, 모드버스, OPC 서버 등의 주요 계측기 컨트롤 표준과 인터페이스하는 함수가 포함됩니다.

 

적합한 드라이버 소프트웨어를 빠르게 찾기

ni.com 에서는 NI 하드웨어 및 타사 계측기를 위한 수천 개의 무료 드라이버를 찾을 수 있습니다. 모든 NI 하드웨어는 무료 LabVIEW 드라이버 소프트웨어와 함께 제공되지만, 드라이버 CD를 분실하거나 업그레이드해야 하는 경우 ni.com 검색하여 최신 버전을 찾을 수 있습니다. 많은 타사 공급업체도 LabVIEW 드라이버를 자사 계측기와 함께 제공합니다.

거의 모든 드라이버를 호스팅하는 IDNet은 수백 개의 공급업체에서 제공하는 수천 개의 계측기 모델을 포괄하는 업계 최대 규모의 계측기 드라이버 컬렉션입니다.

                                      그림 2. IDNet은 업계에서 가장 큰 인스트루먼트 드라이버 컬렉션입니다.

 

IDNet을 검색하는 것 외에도 LabVIEW 인스트루먼트 드라이버 파인더를 사용하여 타사 인스트루먼트를 검색할 수 있습니다. LabVIEW는 연결된 계측기를 자동으로 감지하고 IDNet에서 계측기에서 보고한 모델 번호와 일치하는 인스트루먼트 드라이버를 검색합니다.

또한 인스트루먼트 드라이버 파인더는 드라이버를 다운로드하고 설치하여 몇 초 만에 사용할 수 있습니다.

그림 3.LabVIEW 인스트루먼트 드라이버 파인더는 연결된 인스트루먼트를 감지하고 일치하는 드라이버를 검색합니다.

모든 LabVIEW 드라이버는 자체 설치 프로그램 또는 인스트루먼트 드라이버 파인더에 의해 설치되므로 DLL 또는 기타 파일을 특정 위치에 수동으로 설치하는 것에 대해 걱정할 필요가 없습니다.

 

편리한 접근 기능

하드웨어 드라이버 소프트웨어가 설치되면 LabVIEW에 기본적으로 통합되어 팔레트를 제공하므로 편리하게 기능에 액세스할 수 있습니다. 기능을 블록 다이어그램으로 끌어다 놓기만 하면 하드웨어 장치를 구성하고 제어할 수 있습니다.

                               그림 4. 드라이버가 설치되면 계측기 기능 팔레트에 액세스할 수 있습니다.

일단 설치되면 모든 하드웨어 드라이버를 사용하고 특수 include 지시문을 추가하거나 별도의 파일을로드 할 필요없이 재사용할 수 있습니다. 문서를 찾을 필요가 없습니다—각 LabVIEW 함수에는 자체 컨텍스트 도움말 항목이 있습니다.

함수 위로 마우스를 가져가면 함수가 수행하는 작업과 작동하는 매개 변수에 대한 설명을 볼 수 있습니다.

 
 

물리적 연결을 쉽게 테스트

일부 드라이버 소프트웨어에는 물리적 신호 연결을 올바르게 설정하고 테스트하는 데 도움이 되는 기능도 포함되어 있습니다. 예를 들어, NI-DAQmx 드라이버는 특정 측정을 수행하는 데 필요한 다양한 연결을 보여주는 연결 다이어그램을 제공합니다. 사용 설명서를 참조하는 것이 좋은 방법이지만 이러한 연결 다이어그램을 사용하면 시간을 크게 절약할 수 있습니다.

       그림 5. 일부 LabVIEW 드라이버는 신호 연결에 도움이 되는 내장 연결 다이어그램을 제공합니다.

또한 NI-DAQmx 드라이버에는 디바이스와 물리적 연결에서 수집되거나 생성되는 실제 신호를 테스트하고 문제를 해결하는 우수한 방법을 제공하는 테스트 패널도 포함되어 있습니다.

 

             그림 6. NI-DAQmx 드라이버 테스트 패널을 사용하여 신호를 신속하게 테스트하고 문제를 해결하십시오.
 

 

일관된 프로그래밍 방식으로 개발

LabVIEW 드라이버는 로우 레벨 하드웨어 명령을 이해하기 쉬운 하이 레벨 함수로 추상화합니다. 대부분의 LabVIEW 드라이버는 유사한 프로그래밍 프레임워크를 사용합니다. 애플리케이션의 흐름은 일반적으로 하드웨어에 대한 연결을 열고, 하드웨어 설정을 구성하고, 하드웨어에서 측정된 데이터를 읽고 쓰고, 마지막으로 하드웨어에 대한 연결을 닫는 것으로 시작됩니다. 대부분의 드라이버가 이 프레임워크를 따르기 때문에 새 드라이버를 배우는 것이 비교적 쉽고 개발 시간이 절약됩니다.

                       그림 7. LabVIEW 하드웨어 드라이버는 공통 프로그래밍 프레임워크를 사용합니다.

 

LabVIEW 드라이버가 사용하는 일반적인 프로그래밍 모델은 다양한 측정 하드웨어로 작업한 다년간의 경험의 결과입니다. 일반적으로 측정 데이터가 프로그램으로 다시 전송되는 방법에 정확히 관심이 없을 수 있으며, 레지스터 기반 하드웨어 통신과 메시지 기반 하드웨어 통신 간의 미묘한 차이는 중요하지 않을 수 있지만 올바른 명령을 보내고 올바른 데이터를 얻는 것은 중요합니다.

그렇기 때문에 LabVIEW 드라이버는 일반적으로 디바이스간 동기화와 같은 고급 기능을 사용하는 데 필요한 하위 레벨 작업 외에도 "단일 포인트 측정 읽기" 또는 "샘플 클럭 구성"과 같은 이해하기 쉬운 높은 수준의 작업을 제공합니다. 하드웨어와 LabVIEW 간에 데이터가 어떻게 전달되는지에 대한 세부 사항을 배울 필요가 없으며, 동일한 어플리케이션에서 여러 개의 다른 프로토콜을 사용하더라도 한 가지 방법만 배우면 됩니다.

 

수천 개의 예제 중에서 선택하여 개발

LabVIEW를 처음 사용하든 베테랑 프로그래머이든, NI 예제 찾기는 매우 유용한 개발 도구입니다. 분석 및 프레젠테이션에서 드라이버 소프트웨어의 특정 예제에 이르기까지 모든 것을 다루는 예제 프로그램을 검색하거나 탐색할 수 있습니다. 응용 프로그램에 맞게 기존 예제 프로그램을 수정하거나 예제에서 복사하여 사용자 고유의 프로그램에 붙여 넣을 수 있습니다. 예제가 너무 많기 때문에 처음부터 응용 프로그램 개발을 시작할 필요가 없습니다.

                                   그림 8. NI 예제 파인더는 설치된 모든 드라이버에 대한 예제를 나열합니다.

각 드라이버는 주요 기능 및 일반적인 사용 사례의 예제를 설치하므로 공통 API의 이점을 얻는 동안 모호하고 하드웨어에 구애받지 않는 예제를 이해하기 위해 고군분투할 필요가 없습니다. 각 드라이버에는 드라이버가 지원하는 하드웨어를 사용하는 방법을 보여 주는 고유한 예제가 함께 제공됩니다.

 

LabVIEW와 긴밀하게 연결

수 천 개의 서로 다른 하드웨어 디바이스에 연결할 수 있는 LabVIEW는 하드웨어를 PC에 연결하는 가장 좋은 방법입니다. 또한, LabVIEW는 편리한 기능과 모든 하드웨어에서 공통 프로그래밍 프레임워크를 제공함으로써 개발 시간을 절약합니다. 그러나 LabVIEW는 하드웨어에 대한 인터페이스 그 이상입니다.

또한 LabVIEW는 수 천 개의 내장 분석 함수를 제공합니다. 전문적인 사용자 인터페이스를 만들고 데이터를 시각화하기 위한 드래그 앤 드롭 컨트롤; 데이터를 디스크에 쉽게 저장하고 보고서를 저장하는 방법; 협업 및 지원을 위한 활발한 전 세계 커뮤니티. 타의 추종을 불허하는 하드웨어 통합 및 기타 탁월한 기능을 갖춘 LabVIEW는 업계를 선도하는 소프트웨어 환경입니다.

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