In ogni angolo del mondo gli ingegneri sono chiamati ad affrontare una sfida chiara, ma incredibilmente complessa: risolvere l’irrisolvibile. E come se ciò non bastasse, la pretesa è che l’irrisolvibile venga risolto più rapidamente e con meno risorse rispetto al passato. È sufficiente prendere come esempio il test di un termostato domestico. Sono finiti i tempi in cui un termostato era semplicemente una bobina a spirale bimetallica. I termostati odierni sono il risultato di una convergenza tecnologica: dispongono di sensori per l’umidità, la temperatura, circuiteria wireless e rilevano i movimenti. La validazione di un sistema del genere richiede un’ampia gamma di strumenti, sensori e competenze software. Da dove dovrebbe iniziare un ingegnere? Di fronte a una montagna apparentemente impossibile da scalare, probabilmente, un ingegnere traccerebbe un piano degli step necessari per raggiungere la vetta ambita. In ingegneria, misurare e testare un sistema complesso tentando di prevedere il percorso con il minimo sforzo può essere sconfortante. Alla fine, il rendimento ottenuto in ogni fase si somma per tutta la scalata. Proviamo a tradurre questo concetto nell’elenco delle attività di un ingegnere. Semplificando le attività comuni presenti nelle varie applicazioni, è possibile ridurre il tempo totale necessario per lo sviluppo, la distribuzione e la gestione dei sistemi. In ambito ingegneristico, la scalata verso la vetta prevede quattro tappe fondamentali: l’implementazione dei concetti chiave, la configurazione del sistema, l’analisi dei dati e la progettazione dell’ignoto.
Implementare i concetti chiave della progettazione
Dal teorema del campionamento di Nyquist ai coefficienti di un algoritmo Pid (Proporzionale-Integrale-Derivativo), l’implementazione accurata dei concetti base dell’ingegneria nelle applicazioni è fondamentale. Al giorno d’oggi, però, la sola conoscenza dei principali concetti di ingegneria non è sufficiente. Questi concetti devono essere implementati nella semantica degli strumenti e nei costrutti di programmazione utilizzati per creare la logica personalizzata. Con LabView Nxg National Instruments introduce nuove modalità di lavoro che non richiedono la programmazione per l’acquisizione, l’analisi e la visualizzazione dei dati di misura, integrandosi al paradigma nativo di programmazione grafica e al flusso di dati di LabView. Semplifica le sfide derivanti dall’utilizzo di un nuovo strumento, codificando i linguaggi software e implementando la teoria ingegneristica con un sistema di apprendimento nativo integrato nell’ambiente.Questi tre aspetti sono tutti presenti in un unico ambiente. Per un migliore orientamento nello spazio di lavoro, LabView Nxg visualizza suggerimenti con informazioni contestuali quando vengono attivate delle funzioni per la prima volta. Se è necessaria un’introduzione ai concetti di programmazione, alle strutture come i loop, ai tipi di dati o alla comunicazione parallela dei processi, LabView Nxg è in grado di fornirti informazioni in merito consentendoti di familiarizzare anche con l’ambiente. Per comprendere meglio come e perché un concetto è utile, è sufficiente aprire una delle lezioni interattive integrate. Ogni lezione contiene un codice di esempio e cartelle di lavoro, che fungono da guida durante l’apprendimento dei concetti, con ricchi contenuti multimediali sulla teoria che c’è dietro al codice.
Configurare il sistema di misura
Con un’ampia scelta di fornitori che sviluppano strumenti e sensori, identificare e configurare tutti i componenti di un sistema può rivelarsi complicato. Basti pensare alle impostazioni di un sistema Histoindex Pte Ltd, utilizzato per creare un microscopio basato su laser per l’analisi di campioni bioptici. Il sistema basato su Pc si affidava a cinque sottosistemi diversi, contenenti quattro tipi di strumenti differenti, tra cui un galvanometro, un laser e delle telecamere. Con un sistema del genere, le attività basilari, come il riconoscimento dell’hardware, l’installazione del driver corretto, la configurazione e verifica delle impostazioni possono rivelarsi lunghe e frustanti. LabView Nxg offre un ambiente di lavoro interattivo al fine di ottimizzare queste fasi di configurazione. Eliminando la necessità della programmazione, l’ambiente permette di validare rapidamente la configurazione dell’hardware, visualizzare le misure con il riconoscimento automatico, identificare i driver, la documentazione integrata e l’interfaccia grafica, acquisendo e mostrando i segnali istantaneamente. Semplificando queste fasi che richiedono tempo, ma che sono importanti, ci si può concentrare, invece, sui dettagli specifici dell’applicazione in cui si è esperti, con il massimo valore aggiunto.
Analizzare i dati di misura
In passato, caratterizzare i sistemi significava misurare solo pochi segnali di sensori simili, fornire più tempo all’analisi e alla generazione dei report. Oggi, invece, il numero e la varietà di misure fisiche da acquisire sono aumentate notevolmente. I ricercatori dell’Instituto Hidráulico de Cantabria, ad esempio, che si è evoluto per integrare una serie di sensori: sensori per il movimento della superficie, estensimetri, misuratori di distanza a ultrasuoni e sistemi laser. Con tutti questi sensori e attuatori, i ricercatori avevano bisogno di un software in grado di combinare i dati acquisiti, sincronizzare i diversi eventi al loro verificarsi, così da svolgere una successiva analisi e l’estrazione dei risultati. Incrementando la complessità del sistema di misura, gli ingegneri come quelli dell’Instituto Hidráulico de Cantabria hanno, dunque, meno tempo per ottenere informazioni dalle misure. Inoltre, gli strumenti tradizionalmente usati per l’analisi dei segnali sono spesso frammentati, presi in prestito da altri settori, non ottimizzati per le misure tecniche, l’analisi e i risultati del sistema che la validazione e gli ingegneri di test richiedono. Nell’ambiente di sviluppo LabView Nxg, i dati da acquisire, analizzare, visualizzare sono sempre presenti, così da sfruttare al massimo le informazioni dei diversi sensori e attuatori raccolte dai sistemi. Questa nuova esperienza si basa sulla filosofia che afferma che se puoi vedere i dati allora puoi catturarli in un singolo click. I dati includono i segnali, le configurazioni, i risultati delle analisi, ingressi e uscite - sostanzialmente tutto ciò che è presente nell’ambiente. LabView Nxg consente, quindi, di raccogliere queste acquisizioni in un pannello per la gestione dei dati e lavorare facilmente con i dati in modo interattivo. Da questo archivio puoi esplorare rapidamente i dati mediante pannelli di visualizzazione integrati, che esaminano inizialmente i punti di interesse nella forma d’onda. Puoi analizzare in modo interattivo i dati con un singolo click sulla regione di interesse e visualizzare istantaneamente informazioni sulle misure. Inoltre, puoi regolare i parametri dal punto di vista visivo in tempo reale, adattando la routine di analisi ai requisiti del progetto.
Progettare l’ignoto
Anche se i progetti possono iniziare con la speranza di diventare comuni o routine, spesso, rischiano di trasformarsi in qualcosa di molto più complesso. Gli ingegneri di Muc-Off hanno vissuto questa esperienza in prima persona realizzando un sistema di misura per ottimizzare le prestazioni dei lubrificanti. Il team ha dovuto adattare il sistema a diverse ruote dentate, tipi di catena, rapporti di trasmissione, e richieste di potenza e velocità. Le iterazioni iniziali utilizzavano dispositivi di misura con funzioni fisse per l’acquisizione dei dati e il controllo. Il sistema però faticava a tenere il passo e a svolgere il lavoro nei tempi stretti richiesti, semplicemente perché non personalizzabile e privo di diversità a livello di hardware. Per evitare ciò, LabView Nxg si basa su una piattaforma software-centric, che include un hardware modulare e un ecosistema espansibile. Questo approccio flessibile e modulare, pensato per evolvere al variare dei requisiti di progetto, prende forma nei flussi di lavoro di LabView Nxg, permettendo di passare dalle impostazioni hardware, dalle misure iniziali e dall’analisi a un ambiente di sviluppo efficiente, una funzionalità importante quando si personalizza un sistema di test e misura che solo l’ingegnere può fare. Durante questo passaggio verso la customizzazione si conservano le conoscenze di ingegneria, le configurazioni e le routine di analisi. Con LabView Nxg, si inizia a un livello più elevato e quando si ha bisogno di analisi più avanzate, di logica, o di automazione, è possibile aggiungerle in modo rapido al lavoro già svolto. Negli ultimi 30 anni, centinaia di migliaia di ingegneri e tecnici hanno utilizzato LabView per incrementare la propria produttività, mediante l’astrazione di attività di progettazione, traendo vantaggi dalla visione funzionale e intuitiva della programmazione grafica. LabView Nxg si basa su queste esperienze, combina ottimizzazioni di tipo ingegneristico con attività di sviluppo comuni, contribuendo a ridurre i tempi di sviluppo dei sistemi. Da operazioni di editing interattive, come preview strutturali e zoom dell’editor, a costruire interfacce utente con linee guida e nuovi elementi grafici, fino ad usare una finestra unificata di debug. Tanti sono i vantaggi di questo ambiente di sviluppo per creare un sistema di progettazione professionale in pochi click.
