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LabTeX          Integração LabVIEW-LaTeX




Escola Politécnica da USP
PSI2594 – Projeto de Formatura – 2009
Apresentação Final

Fernando J. Capeletto Neto fc@usp.br
Orientador: João Eduardo Kogler Jr. kogler@lsi.usp.br
Idéia Geral
Documento Técnico                        Instrumento Virtual

     Valores
     Gráficos                           Recalcula Expressões
     Tabelas                             Reconstrói Gráficos
                                      Refaz Aquisições de Dados

 Criado com LaTeX          Criado com LabVIEW


                                          Documento Técnico
                LabTeX
                                          Valores Recalculados
                                         Gráficos Redesenhados
                                            Tabelas Refeitas
                   Gerado via LaTeX
LaTeX: Exemplo de Documento
               LaTeX
documentclass[10pt]{article}
usepackage{amsmath}
title{LaTeX}
date{}

begin{document}

 maketitle

 LaTeX é um sistema de macros preparadas para o sistema de tipografia TeX.
 Oferece ferramentas para publicar (saída visual para diversos formatos) e
 grandes facilidades para automatizar a maioria dos aspectos da tipografia,
 incluindo numerar paginas automaticamente, referencia cruzada, tabelas,
        figuras,
 layout de pagina, bibliografias e em especial no contexto desse projeto,
 formulas e graficos matematicos.

 % Isto é um comentário, não será exibido na saída.
 % As linhas abaixo demonstram um pouco do poder tipográfico do LaTeX

begin{align}
   E &= mc^2                      
   m &= frac{m_0}{sqrt{1-frac{v^2}{c^2}}} 
   int^{0}_{1} 4x &= left[frac{4x^2}{2} right]^{0}_{1} 
   oint B.partial{A} &= 0 
   ip{Gamma}{psi'} &= x'' + y^{2} + z_{i}^{n}
 end{align}

end{document}
LaTeX:
LaTeX
Estrutura/Características/Vantagens
 Linguagem baseada em      Facilidade para expressar o
 Macros e Símbolos.        pensamento criativo

 Conhecimento preciso do   Amplamente utilizada nas
 tamanho de caracteres e   últimas 3 decadas.
 símbolos.

 Escalabilidade: Alto      Encoraja separação entre
 encapsulamento.           layout e conteúdo.

 Comunidades difundidas:   Portabilidade: Independente
 TUG, CTAN                 da Plataforma.

 Código Aberto             Estável
LaTeX: Componentização
LaTeX
                    TeX é a linguagem de
                    programação central e provê as
                    instruções de formatação

                    Com o TeX vem o conjunto de
                    fontes definidas (No exemplo as
                    fontes CM (Computer Modern) e
                    AMS (Simbolos Matemáticos)

                    Sobre o Tex+Fontes
                    estruturam-se as Macros LaTex
                    e desenvolvem-se classes e
                    pacotes de documentos e
                    aplicações.

                    O LabTex será um ‘package’
                    nessa estrutura com interface
                    para o LabVIEW.
LabVIEW:
LabVIEW
Estruturas/Características/Vantagens

  Linguagem gráfica de programação
    Maior eficiência
       Mais rápido de se desenvolver
       Melhor retenção da estrutura
       Melhor visão de conjunto
    Visão clara das dependências entre processos e
    dados
       Orientação ao fluxo de dados fica explícita
       Independência entre threads fica explícita
  Separação da GUI (Interface Gráfica de
  Usuário) e dos algoritmos
LabVIEW:
LabVIEW
Estruturas/Características/Vantagens
Separação entre a Interface Gráfica de Usuário e o algoritmo
LabVIEW:
LabVIEW
Rica biblioteca de funções



Estruturas
    de
 controle




conectores
LabVIEW:
LabVIEW
Estruturas/Características/Vantagens

  Rica biblioteca de funções científicas
    Implementações eficientes
  Modelo eficiente de interação com o
  hardware de aquisição e saída de
  dados
  Altamente difundido e conhecido no
  mundo científico e tecnológico
LabVIEW:
LabVIEW
Estruturas/Características/Vantagens

Plataforma e Ambiente de            Instrumentação Virtual: SW
Desenvolvimento de Linguagem        customizavel + HW existentes no
Gráfica.                            lugar de sistemas complexos e
                                    custosos.
Orientada por fluxo de dados
(diagrama em bloco)                 Facilita Transformação do
                                    Pensamento Criativo em
Linguagem de Experimentação         Aplicações por meio dos VIs.
Científica, Aquisição, Controle e
Testes Industriais.                 Execução paralela, multi-
                                    processamento, multi-threading,
Software Proprietário (National     encapsulamento e orientação a
Instruments)                        objeto.

Disponível na Escola por meio de    Amplamente Utilizado há mais de
parceria com a NI.                  20 anos. Uso abrangente em
                                    disciplinas do curso de
                                    Engenharia Elétrica na Poli.
LabTex: Justificativas/Objetivos
   Tex
Caráter Inovador:
  Geração de documentos ‘vivos’ (com existência ativa no escopo
  das variáveis simuladas/adquiridas em tempo de execução)

Necessidades:
  Investigar o Conhecimento Documentado.
  Documentar o Conhecimento Investigado.
  Aumentar Interatividade dos Experimentos.

Vantagens:
   Une processamento ao LaTeX (ferramenta de documentação).
   Une documentação ao LabVIEW (ferramenta de processamento).
   Diversificação e Colaboração dos Experimentos.
LaTeX + LabVIEW = LabTeX

                             1.   Pensamento Expresso
                                  em LaTeX (LabTex (.tex))

                             2.   Documento Ativo é
   Pensamento   Documento         Executado pelo
     Criativo      Ativo
                                  LabVIEW (LabTex (.vi) )

                             3.   Resultados da Aplicação
   Documento    Aplicações        geram/atualizam
     Ativo        Reais
                                  Documentos Ativos.

                             4.   Documento Ativo
                                  realimenta o
                                  Pensamento Criativo
                                  fechando a malha.
LabTex Front-end: Interface do Usuário
LabTex Front-end: Interface do Usuário II
LabTex Front-end: Comandos e Resultados I

Seja LTsetfx{F}{a*x+b*x+c};  e
LTsetfx{G}{sqrt{d}*x^{3} - 6*x +12};
e LTsetfx{Z}{sin{10*x}- cos{50*x}}; 
Sejam LTgetval{a};, LTgetval{b};,
LTgetval{c};, e LTgetval{d}; 
Vejamos : LTprevalfx{F{x}}{9}; 
LTprevalfx{G{x}}{1}; 
LTprevalfx{G{d}}{4}; 
LTprevalfx{Z{x}}{1}; 
Logo: LTevalfx{F{x}}{9};,
LTevalfx{G{x}}{1};
 e LTevalfx{Z{x}}{1};
LabTex Front-end: Comandos e Resultados II

Seja LToperfx{W}{frac{F}{G}}; 
Logo LTprevalfx{W{x}}{5}; 
e LTevalfx{W{x}}{5}; 
Vamos ensaiar sua inversa:
LToperfx{P}{frac{G}{F}}; 
Logo LTprevalfx{P{x}}{5}; 
e LTevalfx{P{x}}{5}; 
Seja então LToperfx{Q}{{W}*Z}; 
e LTprevalfx{Q{x}}{12}; =
LTevalfx{Q{x}}{12}; 
Seja LToperfx{T}{sqrt{F} - cos{a}}; 
e LToperfx{Y}{frac{P}{x}}; 
Logo LTprevalfx{T{x}}{154}; 
e LTprevalfx{Y{x}}{12}; 
e conferindo: LTevalfx{T{x}}{154}; e
LTevalfx{Y{x}}{3};
LabTex Front-end: Comandos e Resultados III

Dados : LTsetvar{a}{e}; e
LTsetvar{b}{{e}^{e}}; e
LTsetvar{alpha}{-4}; 
Dada a função
LTsetfx{Z}{(e)^{frac{alpha*x}{2*pi}}*cos
{(2*x)}}; 
LTplotfx{{Z}({x})}{{{100}$ Amostras,
Tamanho:$({12,5})left[l,hright]cm,}{$
Domínio: $ left[{0:pi}right] $e com
discretização de ${frac{pi}{8}}}}; 
Com novo LTsetvar{alpha}{-sqrt{2}}; 
LTplotfx{{Z}({x})}{{{100}$ Amostras,
Tamanho:$({12,5})left[l,hright]cm,}{$
Domínio: $ left[{0:pi}right] $ e com
discretização de ${frac{pi}{8}}}};
LabTex Front-end: Comandos e Resultados IV

Combinando-as :
LToperfx{W}{Z*frac{F}{G}}; 
LTprevalfx{W{x}}{e}; =
LTevalfx{W{x}}{e}; 
LTplotfx{{W}({x})}{{{100}$ Amostras,
Tamanho:$({10,8})left[l,hright]cm,}{$
Domínio: $ left[{frac{pi}{5}:pi}right] $ e com
discretização de ${0,8}}}; 
LTplotbfx{{W,Z}({x})}{{{100}$ Amostras,
Tamanho:$({12,5})left[l,hright]cm,}{$
Domínio: $ left[{pi:2*pi}right] $e com
discretização de ${frac{pi}{4}}}};
LabTex Front-end: Comandos e Resultados V

Plotando Arquivo Externo: 
LTplotdata{{data.dat}{12,7}}{{2:10}{2:
16}}; 
LTplotbdata{{data.dat,data2.dat}{12,7
}}{{2:12}{2:16}};

%data.dat               %data2.dat
3.045784    3.415896    2.045784     3.415896
3.405784    4.025693    3.685784     9.693497
3.785784    4.522530    4.065784     6.487712
4.125784    5.538449    4.365784     8.876397
4.485784    6.704992    4.405784     5.025693
4.805784    6.978939    5.025784     6.364131
5.145784    7.113496    5.145784     3.113496
5.425784    8.516397    5.425784     4.516397
6.065784    9.487712    5.785784     7.522530
6.365784    10.876397   6.125784     9.538449
6.685784    10.693497   6.345784     7.442530
7.025784    11.364131   6.805784     2.978939
7.345784    11.442530   7.485784     6.704992
7.665784    12.582530   7.665784     8.582530
8.005784    13.125693   8.005784     9.125693
8.225784    13.738450   8.225784     11.738450
8.585784    14.247891   9.585784     9.247891
8.865784    14.982530   11.865784     13.982530
LabTex Back-panel: Main.vi
LabTex Back-panel: Hierarquia
LabTex:Método de Busca (retrieve)
   Tex
LabTex:Método de seleção (fetch)
   Tex
LabTex:Método de execução
   Tex
LabTex:Método de Parse (LaTeX)
   Tex
LabTex:Método de Renderização
   Tex
LabTex : Possibilidades Futuras I
LabTex : Possibilidades Futuras II
LabTeX    Integração LabVIEW-LaTeX




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LabTeX Presentation

  • 1. LabTeX Integração LabVIEW-LaTeX Escola Politécnica da USP PSI2594 – Projeto de Formatura – 2009 Apresentação Final Fernando J. Capeletto Neto fc@usp.br Orientador: João Eduardo Kogler Jr. kogler@lsi.usp.br
  • 2. Idéia Geral Documento Técnico Instrumento Virtual Valores Gráficos Recalcula Expressões Tabelas Reconstrói Gráficos Refaz Aquisições de Dados Criado com LaTeX Criado com LabVIEW Documento Técnico LabTeX Valores Recalculados Gráficos Redesenhados Tabelas Refeitas Gerado via LaTeX
  • 3. LaTeX: Exemplo de Documento LaTeX documentclass[10pt]{article} usepackage{amsmath} title{LaTeX} date{} begin{document} maketitle LaTeX é um sistema de macros preparadas para o sistema de tipografia TeX. Oferece ferramentas para publicar (saída visual para diversos formatos) e grandes facilidades para automatizar a maioria dos aspectos da tipografia, incluindo numerar paginas automaticamente, referencia cruzada, tabelas, figuras, layout de pagina, bibliografias e em especial no contexto desse projeto, formulas e graficos matematicos. % Isto é um comentário, não será exibido na saída. % As linhas abaixo demonstram um pouco do poder tipográfico do LaTeX begin{align} E &= mc^2 m &= frac{m_0}{sqrt{1-frac{v^2}{c^2}}} int^{0}_{1} 4x &= left[frac{4x^2}{2} right]^{0}_{1} oint B.partial{A} &= 0 ip{Gamma}{psi'} &= x'' + y^{2} + z_{i}^{n} end{align} end{document}
  • 4. LaTeX: LaTeX Estrutura/Características/Vantagens Linguagem baseada em Facilidade para expressar o Macros e Símbolos. pensamento criativo Conhecimento preciso do Amplamente utilizada nas tamanho de caracteres e últimas 3 decadas. símbolos. Escalabilidade: Alto Encoraja separação entre encapsulamento. layout e conteúdo. Comunidades difundidas: Portabilidade: Independente TUG, CTAN da Plataforma. Código Aberto Estável
  • 5. LaTeX: Componentização LaTeX TeX é a linguagem de programação central e provê as instruções de formatação Com o TeX vem o conjunto de fontes definidas (No exemplo as fontes CM (Computer Modern) e AMS (Simbolos Matemáticos) Sobre o Tex+Fontes estruturam-se as Macros LaTex e desenvolvem-se classes e pacotes de documentos e aplicações. O LabTex será um ‘package’ nessa estrutura com interface para o LabVIEW.
  • 6. LabVIEW: LabVIEW Estruturas/Características/Vantagens Linguagem gráfica de programação Maior eficiência Mais rápido de se desenvolver Melhor retenção da estrutura Melhor visão de conjunto Visão clara das dependências entre processos e dados Orientação ao fluxo de dados fica explícita Independência entre threads fica explícita Separação da GUI (Interface Gráfica de Usuário) e dos algoritmos
  • 8. LabVIEW: LabVIEW Rica biblioteca de funções Estruturas de controle conectores
  • 9. LabVIEW: LabVIEW Estruturas/Características/Vantagens Rica biblioteca de funções científicas Implementações eficientes Modelo eficiente de interação com o hardware de aquisição e saída de dados Altamente difundido e conhecido no mundo científico e tecnológico
  • 10. LabVIEW: LabVIEW Estruturas/Características/Vantagens Plataforma e Ambiente de Instrumentação Virtual: SW Desenvolvimento de Linguagem customizavel + HW existentes no Gráfica. lugar de sistemas complexos e custosos. Orientada por fluxo de dados (diagrama em bloco) Facilita Transformação do Pensamento Criativo em Linguagem de Experimentação Aplicações por meio dos VIs. Científica, Aquisição, Controle e Testes Industriais. Execução paralela, multi- processamento, multi-threading, Software Proprietário (National encapsulamento e orientação a Instruments) objeto. Disponível na Escola por meio de Amplamente Utilizado há mais de parceria com a NI. 20 anos. Uso abrangente em disciplinas do curso de Engenharia Elétrica na Poli.
  • 11. LabTex: Justificativas/Objetivos Tex Caráter Inovador: Geração de documentos ‘vivos’ (com existência ativa no escopo das variáveis simuladas/adquiridas em tempo de execução) Necessidades: Investigar o Conhecimento Documentado. Documentar o Conhecimento Investigado. Aumentar Interatividade dos Experimentos. Vantagens: Une processamento ao LaTeX (ferramenta de documentação). Une documentação ao LabVIEW (ferramenta de processamento). Diversificação e Colaboração dos Experimentos.
  • 12. LaTeX + LabVIEW = LabTeX 1. Pensamento Expresso em LaTeX (LabTex (.tex)) 2. Documento Ativo é Pensamento Documento Executado pelo Criativo Ativo LabVIEW (LabTex (.vi) ) 3. Resultados da Aplicação Documento Aplicações geram/atualizam Ativo Reais Documentos Ativos. 4. Documento Ativo realimenta o Pensamento Criativo fechando a malha.
  • 14. LabTex Front-end: Interface do Usuário II
  • 15. LabTex Front-end: Comandos e Resultados I Seja LTsetfx{F}{a*x+b*x+c}; e LTsetfx{G}{sqrt{d}*x^{3} - 6*x +12}; e LTsetfx{Z}{sin{10*x}- cos{50*x}}; Sejam LTgetval{a};, LTgetval{b};, LTgetval{c};, e LTgetval{d}; Vejamos : LTprevalfx{F{x}}{9}; LTprevalfx{G{x}}{1}; LTprevalfx{G{d}}{4}; LTprevalfx{Z{x}}{1}; Logo: LTevalfx{F{x}}{9};, LTevalfx{G{x}}{1}; e LTevalfx{Z{x}}{1};
  • 16. LabTex Front-end: Comandos e Resultados II Seja LToperfx{W}{frac{F}{G}}; Logo LTprevalfx{W{x}}{5}; e LTevalfx{W{x}}{5}; Vamos ensaiar sua inversa: LToperfx{P}{frac{G}{F}}; Logo LTprevalfx{P{x}}{5}; e LTevalfx{P{x}}{5}; Seja então LToperfx{Q}{{W}*Z}; e LTprevalfx{Q{x}}{12}; = LTevalfx{Q{x}}{12}; Seja LToperfx{T}{sqrt{F} - cos{a}}; e LToperfx{Y}{frac{P}{x}}; Logo LTprevalfx{T{x}}{154}; e LTprevalfx{Y{x}}{12}; e conferindo: LTevalfx{T{x}}{154}; e LTevalfx{Y{x}}{3};
  • 17. LabTex Front-end: Comandos e Resultados III Dados : LTsetvar{a}{e}; e LTsetvar{b}{{e}^{e}}; e LTsetvar{alpha}{-4}; Dada a função LTsetfx{Z}{(e)^{frac{alpha*x}{2*pi}}*cos {(2*x)}}; LTplotfx{{Z}({x})}{{{100}$ Amostras, Tamanho:$({12,5})left[l,hright]cm,}{$ Domínio: $ left[{0:pi}right] $e com discretização de ${frac{pi}{8}}}}; Com novo LTsetvar{alpha}{-sqrt{2}}; LTplotfx{{Z}({x})}{{{100}$ Amostras, Tamanho:$({12,5})left[l,hright]cm,}{$ Domínio: $ left[{0:pi}right] $ e com discretização de ${frac{pi}{8}}}};
  • 18. LabTex Front-end: Comandos e Resultados IV Combinando-as : LToperfx{W}{Z*frac{F}{G}}; LTprevalfx{W{x}}{e}; = LTevalfx{W{x}}{e}; LTplotfx{{W}({x})}{{{100}$ Amostras, Tamanho:$({10,8})left[l,hright]cm,}{$ Domínio: $ left[{frac{pi}{5}:pi}right] $ e com discretização de ${0,8}}}; LTplotbfx{{W,Z}({x})}{{{100}$ Amostras, Tamanho:$({12,5})left[l,hright]cm,}{$ Domínio: $ left[{pi:2*pi}right] $e com discretização de ${frac{pi}{4}}}};
  • 19. LabTex Front-end: Comandos e Resultados V Plotando Arquivo Externo: LTplotdata{{data.dat}{12,7}}{{2:10}{2: 16}}; LTplotbdata{{data.dat,data2.dat}{12,7 }}{{2:12}{2:16}}; %data.dat %data2.dat 3.045784 3.415896 2.045784 3.415896 3.405784 4.025693 3.685784 9.693497 3.785784 4.522530 4.065784 6.487712 4.125784 5.538449 4.365784 8.876397 4.485784 6.704992 4.405784 5.025693 4.805784 6.978939 5.025784 6.364131 5.145784 7.113496 5.145784 3.113496 5.425784 8.516397 5.425784 4.516397 6.065784 9.487712 5.785784 7.522530 6.365784 10.876397 6.125784 9.538449 6.685784 10.693497 6.345784 7.442530 7.025784 11.364131 6.805784 2.978939 7.345784 11.442530 7.485784 6.704992 7.665784 12.582530 7.665784 8.582530 8.005784 13.125693 8.005784 9.125693 8.225784 13.738450 8.225784 11.738450 8.585784 14.247891 9.585784 9.247891 8.865784 14.982530 11.865784 13.982530
  • 22. LabTex:Método de Busca (retrieve) Tex
  • 25. LabTex:Método de Parse (LaTeX) Tex
  • 29. LabTeX Integração LabVIEW-LaTeX OBRIGADO !! Questões, dúvidas ?