NIDays – 2012: ha a National Instruments a „helyünkbe jön”

Szeptemberi  számunkban  tudósítottunk a National Instruments világméretű rendezvényéről, az NIWeek-ről, amelyen a virtuális méréstechnika felhasználói ismerkedhettek a cég legfrissebb fejlesztési eredményeivel.
A november 6-i budapesti NIDays bizonyos értelemben  a NIWeek „utazó változatának” is felfogható, de valójában a magyar felhasználókkal folytatott eleven kapcsolat ápolásának egy nagyon is gyakorlatias módszerét tapasztalhatták meg a jelenlevők.

A NIDays nem a cég budapesti székhelyű, kelet-európai kereskedelmi és szakmai támogató bázisának egyetlen „eseményszámba menő” rendezvénye, de ez az, amely gyakorlatilag a régió minden országában bemutatja a cég éves újdonságait. Az idei budapesti rendezvénynek is az Újpest északi peremén épült Ramada Hotel adott otthont. Már a recepcióba belépve feltűnt, hogy a hotelnek lényegében a teljes konferenciakapacitását igénybe kellett venni a NIDays céljára, amely a résztvevők számát tekintve komoly nemzetközi szakkonferenciákkal vált összemérhetővé. Ráadásul ez a rendezvény nem is valamiféle „ismeretterjesztő előadás” volt potenciális NI-felhasználók számára, hanem legnagyobbrészt olyan felhasználókat hívtak meg a szervezők, akik a cég termékeinek már aktív felhasználói. Az előadások is ennek megfelelően feltételezték a NI filozófiájának, a virtuális műszerezés alapjainak, a LabVIEW és a moduláris méréstechnika eszközeinek ismeretét. Hozzá kell tennünk: a NIDays rendezvényfolyamának elemei „nem értelmezhetők” önmagukban: a felületes szemlélő hiányolhatta volna például a hazai alkalmazások „derékhadát” képező autóipar jelentőségének megfelelő arányú reprezentációját, de az iparág például az idén májusban már „testre szabott” szimpóziumon ismerkedhetett a NI-technológiával, és ez a kiemelt figyelem várhatóan a jövőben is megilleti a „legerősebb” hazai ágazatot.

A prezentációkat – a megnyitó, „plenáris” előadások kivételével – három párhuzamos „idősávba” szervezték, amely választás elé állítja az érdeklődőt, hogy melyik sávhoz csatlakozzon, esetleg vállalja a nagyobb odafigyelést igénylő többszöri „sávváltást” a szekciók között. A tudósító dilemmáját bonyolítja, hogy egyszerre ő is csak egy helyen lehet, ám mégis keresztmetszetet kell adnia az egész eseményről (ráadásul mivel maga is a témát – alapfokon – ismerő lévén, a saját érdeklődésének befolyása alól sem könnyű kivonnia magát). Emiatt valóban nem nagyon marad más lehetőség, mint néhány olyan téma vagy témacsoport kiemelése, amelyet a „bőség zavara” ellenére valamilyen mértékben mégis sikerült figyelemmel kísérni.

RF-technológia

A National Instruments hardvereszközei a mérhető fizikai jellemzők rendkívül széles választékát fedik le, és egyetlen jelenségcsoporton belül is nagyon széles a mérhető paraméterek „dinamikai tartománya”. A nagyfrekvenciás, leggyakrabban kommunikációs célú jeleknél ez a nagy átfogás különösen jól megfigyelhető, hiszen gyakorlatilag a DC-től 26 GHz-ig ma már a teljes frekvenciatartományban lehet méréseket végezni. Az RF-méréstechnika terén a legújabb fejlesztés az augusztusi NIWeek-en debütált PXIe-5644R Vector Signal Transceiver (VST) – egyébként egy klasszikus PXIe-műszermodul-, amely egyfelől komplett „dobozműszernek” tekinthető, hiszen egy PXIe-kerettel, tápegységgel és „kezelőfelületként” működő számítógéppel kiegészítve komoly versenytársa minden hasonló, fix funkciókkal rendelkező jelgenerálóés analizáló műszernek. Másfelől azonban a fix funkciókészlet nem köti meg a felhasználó kezét, hanem elvileg teljesen szabadon újradefiniálható. A célműszerek sebességüket ugyanis többnyire célhardvereknek köszönhetik. A „flexibilitás” csupán a funkciók „makroszkópikus” vezérlésére, a számításigényes kiértékelések processzoros végrehajtására, a HMIés a kommunikációs felület működtetéséhez szükséges programozható hardverekre korlátozódik – ha a gyártó egyáltalán megenged a felhasználó részére bármilyen újradefiniálási lehetőséget. A VST viszont FPGA-ból kialakított célhardverre alapozza funkcióinak legnagyobb részét, és ezzel a programozható logika minden előnyét még a valós idejű jelfeldolgozás szintjén is megosztja a végfelhasználóval. Ennek ellenére nem gondoljuk túl valószínűnek, hogy valaki – bár ennek elvi akadálya nincs – „csak úgy nekiesik” egy VST-nek, hogy valami egész mást fabrikáljon belőle. Azonban a felhasználó által definiált valós idejű hardvert tartalmazó műszerek koncepciójában „van fantázia”. Jómagam úgy vélem, hogy a VST csak „első fecske” a hasonló elven működő műszerek sorában, és talán megalapoz egy olyan, újszerű szemléletet, amelyben a méréstechnikus jó néhány drága célműszerből épült „tornyot” egyetlen – a VST-hez hasonló kész hardverekből kialakított, de az igényéhez pontosan hozzáillesztett – egyedi műszerrel helyettesít.

Vezetékmentes elérhetőség – hordozható kezelőfelület

A NI válaszol a jelenkor egyik komoly kihívására: a mobilinformatikai eszközök integrálására is a virtuális műszerezés világában. A mobil eszközök (okostelefonok, de még inkább a tabletek) megjelenítési képessége, az érintésvezérléssel kiegészülő, kényelmes kezeléstechnika univerzális és mindenütt terjedő alkalmazása megkerülhetetlenné teszi, hogy ezek az eszközök is szervesen integrálhatók legyenek a LabVIEW-környezetbe. A Data Dashboard olyan mobil alkalmazás, amely az iOS és Android mobil környezeten át is elérhetővé teszi az asztali vagy beágyazott eszközök kezelőfelületeit. Azonban nem egyszerűen az asztali kezelőfelület „lemásolásáról” van szó, hanem minden olyan új lehetőség is igénybe vehető, amelyet a mobil világ hozott el számunkra. Egyéni elrendezésű kezelőfelület alakítható ki, új kezelőszervek és indikátorok kerülnek forgalomba. A Dashboard-felület megosztható több felhasználó között, de a felhasználó is „megosztható” több kezelőfelület között, hiszen egy mobil eszközzel több Dashboard-ot is elérhet. Helyfüggetlenül hozzáférhetővé teszi az NI „felhőalapú” technikai információit egyszerű és biztonságos adathozzáféréssel, a felhasználó pedig válogathat az NI gyorsan bővülő mobil alkalmazási kínálatából. Az előadáson példaként egy gitár villamos kimenőjelének gyors jelfeldolgozással történő átalakításait vezérlő, tableten futó mobil alkalmazás szemléltette a technológia lehetőségeit.

A beágyazott technológia

Az NI számára fontos terület a beágyazott (embedded) technológia, amelyben a számítógép programozható hardverként vesz részt egy fizikai folyamat közvetlen vezérlésében. Az NI sajátossága, hogy ezek az eszközök is könnyen és szemléletesen programozhatók a „blokkvázlat-szemléletű” mérnöki gondolkodást támogató LabVIEW-környezettel. Az előadáson egyebek közt egy komoly „akadálymászó” képességgel rendelkező, lánctalpas „minirobottal” is megismerkedhettünk, amely a beágyazott vezérlésének következtében akár a lánctalp végén egyensúlyozva is állhatott vagy haladhatott.

Oktatási stratégiák

Az NI stratégiájának egyik alappillére, hogy az oktatás számára nyújtson eszközöket. Ennek több jelét is tapasztaltuk a konferencián. Ezek közt elsőként említjük azokat a látványos demonstrációs elrendezéseket, amelyekben valamilyen fizikai kísérlet (a szabályozástechnikai algoritmusokat demonstráló elrendezés, a rögzítési pontja felett egyensúlyozó, „fordított” inga, elektronikusan vezérelt csillapítású kerékfelfüggesztés-modell, 2Dvagy 3D-helikoptervezérlés, vasgolyó mágneses lebegtetése) közvetlen vezérlésében vállal szerepet az NI beágyazott technológiája. Ezek alapvetően a fizika oktatásánál látszanak előnyösnek. Más típusú oktatásra ad lehetőséget a már jól ismert LEGO MINDSTORMS „tanulórobot-készlet”, amely az elrendezés és a vezérlés széles körű variabilitásával ösztönzi az ifjú felhasználót a kreatív gondolkodásra. Egy harmadik nézőpontból is a cég oktatás iránti elkötelezettségét vehetjük észre: a LabVIEW legújabb, 2012-es verziója már olyan szoftver-oktatókurzust is magába foglal, amelynek végrehajtása során a tanuló a saját haladási tempójához igazodva ismerkedhet meg a szoftver kezelésének módszereivel.

Bonyolult feladatokat – egyszerűbben

Már klasszikusnak számít, hogy minden programozási tankönyv a „Hello world” üzenetet megjelenítő programocska elkészítésével próbálja meghozni az előtte álló feladat nagyságától „megszeppent” tanuló önbizalmát. Ha ez nem is pontosan igaz a LabVIEW esetére, de az bizonyos, hogy a kezdő eleinte olyan feladatokat kap, amelyet nem lehetetlen könnyen, gyorsan és egyszerűen áttekinteni. Ahogy azonban a mintaprogramok helyett a való világ feladatainak megoldásával szembesül a felhasználó, rohamosan csökken az áttekinthetőség – és természetesen egyre több a nehezen felderíthető hibák lehetősége. Az egyik „menekülőút” az „újrafelhasználás”, amelynek során kész programot vagy korábban már letesztelt és bevált programrészletet hasznosítunk újra. A LabVIEW világában „virtuális műszernek” – (Virtual Instrument, VI) nevezett program részletei természetesen kijelöléssel és átmásolással is beiktathatók a projekt egy másik részébe, azonban ezzel könnyen „aláaknázhatjuk” a munkánkat. Az átmásolt VI-részlet ugyanis „önállósítja magát”, elveszti a kapcsolatát az eredetijével, és bármelyikük módosítása nehezen kideríthető következetlenségeket, programhibákat eredményez. Természetesen a problémára van megoldás: az objektum-orientált programozás. Ezt a témát „járta körül” a vendégelőadó Elijah Kerry, a National Instruments vezető „szoftverépítészeinek” egyike. Az általa ismertetett módszer alkalmas „skálázható” szoftverkonstrukciók létrehozására, azaz a feladat bonyolultságának növekedése nem szükségképpen jár együtt az áttekinthetőség és karbantarthatóság rohamos csökkenésével. A módszer tanulmányozása különösen ajánlott minden olyan felhasználónak, aki kész VI-t épít be a saját projektjébe, és számítania kell a feladat bonyolultságának számottevő növekedésére – és ez a meghatározás alighanem minden komoly LabVIEW-felhasználóra illik.

Kiállítás

A NIDays-rendezvények „kötelező tartozéka” az a „minikiállítás” amelynek keretében a cég eszközeire épülő megoldásokból láthatnak ízelítőt a rendezvény vendégei. Még ez a „vékony szelet” is elég változatos ahhoz, hogy csökkentse az NI-technológia használatba vételét mérlegelő szakember kétségeit. Ehhez az eszközrendszer flexibilitása mellett a hasonló problémák megoldásában már eredményt elért kollégák virtuális közösségének „kritikus tömege” is hozzásegítheti a jövőbeni felhasználót.

Az NI-eszközrendszer az idei NIDays tapasztalatai alapján is olyan platformnak tekinthető, amely szabad utat enged a felhasználó kreativitásának, és gazdaságos megoldásnak tűnik minden olyan esetben, amelyben a megoldandó problémák dinamikus változása gyors alkalmazkodásra kényszeríti a felhasználót.

Tóth Ferenc