ВІРТУАЛЬНИЙ ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ З ФІЗИКИ НА ПЛАТФОРМІ LABVIEW – РОЗДІЛ «КОЛИВАННЯ І ХВИЛІ»

LabVIEW (від ангійскої Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) – це середовище розробки і платформа для виконання програм, створених на графічній мові програмування «G» фірми National Instruments (США) [1]. LabVIEW використовується в системах збору даних (вимірювання фізичних величин за допомогою датчиків) та їх обробки, управління технічними об'єктами (різноманітними двигунами, приводами) і технологічними процесами, розробки систем тестування у виробництві та у навчальному процесі при підготовці студентів технічних спеціальностей. Графічний метод програмування дозволяє візуалізувати будь-яку деталь завдання, включаючи конфігурацію обладнання, дані вимірювань і налагодження. Ця візуалізація спрощує інтеграцію вимірювального обладнання, зображення складних алгоритмів на діаграмі, розробку алгоритмів аналізу даних і спеціалізованих інтерфейсів користувача. Програма у LabVIEW називається віртуальним приладом (англ. Virtual Instrument) і складається з двох частин: блок-діаграми, яка описує логіку роботи віртуального приладу та лицьової панелі, яка відображає зовнішній інтерфейс віртуального приладу. Лицьова панель містить засоби введення-виведення: кнопки, перемикачі, світлодіоди, шкали, інформаційні табло, інтерактивні графіки (включаючи 3-D) та інші засоби візуалізації. Вони використовуються для управління віртуальним приладом, візуального аналізу даних а також обміну даними з іншими віртуальними приладами. Блок-діаграма містить функціональні вузли, які є джерелами, приймачами і засобами обробки даних. Компонентами блок-діаграми також є термінали («контакти» об'єктів лицьовій панелі), керуючі структури (аналоги операторів «IF», «FOR», «WHILE»), різноманітні математичні та логічні оператори. Функціональні вузли та термінали об'єднуються в єдину алгоритмічну схему лініями зв'язків, які забезпечують обмін даними певного типу. Це спрощує програмування, не дозволяючи помилково з’єднувати термінали з різним типом даних (різної вимірності). Дуже зручним є процес налагодження програми з покроковим виконанням та використанням інтерактивних «щупів», які візуалізують дані у будь-якій точці блок-діаграми. Всі описані засоби середовища LabVIEW роблять програмування дуже зручним і інтуїтивно простим. Це дозволяє особам без спеціальних навичок програміста створювати дуже функціональні віртуальні прилади з достатньо приємним зовнішнім виглядом. Ще одною перевагою середовища LabVIEW є можливість його безкоштовного використання на цілком законних умовах. Ранні версії LabVIEW є безкоштовними, на них можна навчати студентів, а останні версії умовно безкоштовні на протязі місячного випробувального терміну. Крім того, спеціальний компонент LabVIEW Application Builder дозволяє створювати LabVIEW-програми, придатні для виконання без установки середовища розробки (тобто ехе-файли для операційної системи Windows). Для роботи таких програм на потрібен безкоштовно розповсюджуваний компонент «LabVIEW Runtime Engine». У своїй науковій роботі ми використовуємо середовище LabVIEW для підключення плати збору даних E14-140M фірми L-СARD. Це дозволяє автоматизувати вимірювання вольт-амперних характеристик, кінетики зміни струму у p-n структурах під впливом різних газів [2, 3].