3. VISA y herramientas del VISA

Historia

En aquel entonces, en el que el bus GPIB era la principal interfaz de comunicación física, las aplicaciones de control remoto se comunicaban directamente con los drivers de hardware GPIB. Posteriormente, se lanzó la interfaz serial RS232 como una alternativa más económica al bus GPIB. También en este caso, las aplicaciones se comunicaban directamente con los drivers de hardware RS232.

La situación se complicó aún más, desde que la interfaz LAN se convirtió en el estándar en la informática industrial. Los fabricantes de instrumentos de prueba y medición se dieron cuenta del potencial que la interfaz LAN podía aportar a las opciones de conectividad de sus instrumentos. Sin embargo, la utilización de una tercera interfaz de software para los instrumentos conectados a la LAN conllevaría a que las aplicaciones de medición presenten más incompatibilidades.

Con el fin de unificar la interfaz de software, VXIplug&play Alliance introdujo el estándar VISA (arquitectura de software de instrumentos virtuales). La actual responsable del mantenimiento del VISA es la IVI Foundation. Para la interfaz LAN, el protocolo basado en TCP/IP recibió el nombre de VXI-11. Posteriormente, salió su versión mejorada la cual se denominó HiSLIP (protocolo de instrumentos de LAN de alta velocidad). La última incorporación fue la compatibilidad con la interfaz USB. La clase de dispositivos USB que nativamente admitía el VISA se llamó USB-TMC (clase de prueba y medición).

Estructura del VISA

A continuación, se enumeran las funciones más importantes del VISA:

Funciones de acceso y búsqueda:

• « VISA Open Default RM »: abre un nuevo gestor de recursos para todas las conexiones remotas del VISA.
• « VISA Find Resource / Find Next Resource »: encuentra un instrumento en función de un determinado criterio
• « VISA Open / Close »: abre y cierra la conexión remota a un instrumento.
• « VISA Set / Get Attribute »: establece o lee un atributo de sesión.

Funciones de entrada y salida:

• « VISA Write »: escribe una string (cadena) de comandos para un instrumento.
• « VISA Read »: lee una string de respuesta de un instrumento.
• « VISA Clear »: elimina los buffers de entrada y salida del dispositivo.
• « VISA Read STB »: lee el « STatus Byte » (byte que contiene el resumen del estado del instrumento).

En la imagen de arriba se muestran las diferentes capas de software y hardware que intervienen en una comunicación por control remoto. El instrumento está localizado en la parte inferior y su aplicación en la parte superior. La capa de VISA protege su aplicación de las particularidades de su interfaz de comunicación física. Una excepción en la que se puede evitar VISA es la conexión Telnet, véase la *Nota1.

R&S®VISA

Las implementaciones de VISA provienen de diferentes fabricantes, pero todas deben sujetarse al mismo estándar de interfaz de VISA. En los siguientes capítulos presentamos a VISA y sus herramientas de Rohde & Schwarz y National Instruments.

Ventajas de R&S®VISA sobre otros fabricantes de VISA:

• Tamaño compacto: el instalador tiene cerca de 35 MB e implementados 45 MB
• Búsqueda de instrumentos en la red por medio del mDNS y VXI-11
• Soporte nativo para sensores de potencia R&S®NRP-Zxx (véase la *Nota5)
• Disponible para Windows, Linux, macOS

VISA de Rohde & Schwarz está disponible para su descarga aquí:

1DC02: « R&S®VISA description »

Instaladores de R&S®VISA

Windows

Al descargar R&S®VISA para Windows, usted acepta estar sujeto a las Condiciones_generales_para_software_libre_de_derecho_de_autor

• 7.2.3
• 7.2.2
• 5.12.10
• 5.12.8
• 5.12.3

macOS X

Al descargar R&S®VISA para macOS X acepta estar sujeto a las Condiciones_generales_para_software_libre_de_derecho_de_autor

• 5.12.9
• 5.12.6
• 5.12.1
• 5.8.6
• 5.5.6

Linux

Al descargar el R&S®VISA para Linux acepta estar sujeto a las Condiciones_generales_para_software_libre_de_derecho_de_autor

• Ubuntu 5.12.9
• CentOS 5.12.9
• openSUSE 5.12.9
• Raspbian 5.12.3

Herramientas de pruebas de VISA

Las herramientas de pruebas de VISA son aplicaciones listas para utilizar que le permiten conectarse a su instrumento, enviar comandos SCPI y leer respuestas. Proporcionan una manera completamente independiente de verificar la comunicación con su instrumento.

La herramienta de pruebas de VISA de Rohde & Schwarz se llama RsVisaTester. Puede encontrarla en:

Windows Start Menu -> All Programs -> R&S VISA -> Tester 32bit/64bit (menú de inicio de Windows -> Todos los programas -> R&S VISA -> Tester 32bit/64bi)

¿Cómo decirle a VISA cuál instrumento y con qué interfaz conectarse? Toda esta información está codificada en una string (cadena) llamada « Resource String » (string de recurso) que se traslada a la función « VISA Open ». Si ya conoce la string de recurso, ingrésela en el campo «Resource» (recurso). De lo contrario puede utilizar la opción del menú « Find Resource » (encontrar recurso).

Aquí tenemos los ejemplos más típicos de cadenas de recursos:

• TCPIP0::192.168.2.100::inst0::INSTR: el instrumento se conecta por medio de la LAN (protocolo VXI-11), su dirección IP es 192.168.2.100. El « TCPIP0 » identifica el índice del adaptador de LAN, en caso de que haya más de uno disponible. La parte « inst0 » identifica la instancia de un instrumento en caso de que más instrumentos lógicos compartan la misma dirección IP (por ejemplo, el R&S®CMW). Puede omitirse y utilizar la forma abreviada TCPIP::192.168.2.100::INSTR
• TCPIP0::192.168.2.100::hislip0- el instrumento se conecta por medio de la LAN (protocolo HiSLIP), su dirección IP es 192.168.2.100. Similar al VXI-11, el « 0 » al final identifica la instancia del instrumento. Véase la *Nota2.
• TCPIP0::192.168.2.100::5025::SOCKET: el instrumento se conecta por medio de la LAN (RawSocket), su dirección IP es 192.168.2.100 y el puerto es 5025
• GPIB0::20::INSTR: el instrumento se conecta por medio de la interfaz GPIB, su dirección GPIB es 20. En caso de que se disponga de más tarjetas controladoras GPIB, se las distingue con « GPIB0 », « GPIB1 », « GPIB2 » y así sucesivamente. Véase la *Nota3.
• ASRL3::INSTR: el instrumento se conecta por medio de la interfaz serial COM3.
• USB::0x0AAD::0x0119::022019943::INSTR: el instrumento se conecta por medio de la interfaz USB (clase de prueba y medición USB), con ID del fabricante 0xAAD, ID del producto 0x119, número de serie 022019943.
• RSNRP::0x0095::104015::INSTR: sensores de potencia R&S®NRP-Zxx, ID de producto 0x095 (NRP-Z86), número de serie 104015 (véase *Nota5)

En caso que de que ya se tenga la string de recursos correcta, conéctese a su instrumento haciendo clic al botón« Connect » (conectar). A continuación, ingrese *IDN?\nen el campo « command » (comando) y presione « Write + Read » (leer + escribir), o « Query » (consultar)que combina de manera automática las operaciones « Write + Read ». Para el carácter « \n », véase la *Nota4. El resultado es que el instrumento responde con una string de identificación:

NI-VISA ofrece la misma opción con su aplicación NI-MAX. A la izquierda de la rama de control del árbol en « Devices and Interfaces » (dispositivos e interfaces), puede buscar su instrumento o agregar uno nuevo. La conexión se establece al abrir el « VISA Test Panel ». La pestaña « Input/Output » (entrada/salida)proporciona controles similares al RsVisaTester:

VISA Trace Tools

Otra ventaja de utilizar VISA es la capacidad de trazar y registrar la comunicación completa con su instrumento. El registro contiene información sobre cada acción que se realizó con VISA: cada comando que se envió, cada mensaje que se recibió, además de los sellos de tiempo de esas acciones, así como de errores en caso de producirse. Puede analizarse este registro en busca de errores, problemas de rendimiento u otros problemas que pudieran haber. En caso que no pueda resolverse el problema, puede guardarse el registro de comunicación en un archivo y enviárselo a algún colega o a uno de nuestros expertos en el centro de asistencia al cliente de Rohde & Schwarz. Nuestro plugin del driver del instrumento para LabVIEW permite importar la traza IO y rápidamente convertirla en un código de LabVIEW (véase el Consejo 2.1 en 1MA228).

La utilidad de trazas IO de VISA de Rohde & Schwarz se llama RsVisaTraceTool. Puede encontrarla en Windows Start Menu -> All Programs -> R&S VISA -> Trace Tool (Menú inicio -> Todos los programas -> R&S VISA -> Trace tool). Encontrará una descripción detallada en el manual del R&S®VISA ubicado en la misma carpeta. En la siguiente imagen se muestra como RsVisaTraceTool registra la comunicación de query? *IDN?:

La herramienta de trazas de NI-VISA se llama NI IO Trace. Puede encontrarla en Windows Start Menu -> All Programs -> National Instruments -> NI IO Trace (Menú inicio-> Todos los programas -> National Instruments -> NI IO Trace). El NI IO Trace registra que la comunicación de query *IDN? contiene más entradas debido a la lectura de varios atributos de sesión:

*Nota1: conexión Telnet y de RawSocket

Los instrumentos de Rohde & Schwarz admiten el protocolo Telnet (Teletype Network) para los casos en los cuales no puede utilizarse VISA (a menudo en LINUX o sistemas embebidos) o quizás no se lo pueda utilizar (por ejemplo, en el sector aeroespacial y de defensa). Si un instrumento admite el protocolo Telnet para el control remoto, aún puede utilizarse VISA para comunicarse. En este caso, la conexión se denomina RawSocket.

*Nota2: protocolo HiSLIP

El protocolo HiSLIP se explica con más detalles en la nota de aplicación 1MA208: « Fast Remote Instrument Control with HiSLIP », que incluye la lista de los instrumentos de Rohde & Schwarz que admiten el protocolo HiSLIP.

*Nota3: interfaz GPIB y R&S®VISA

El fabricante de su controlador GPIB (PCI / PCIe / USB-GPIB) debe coincidir con el proveedor de VISA. Si por ejemplo, se utiliza el controlador NI GPIB, debe utilizarse el NI-VISA.

*Nota4: carácter de terminación « \n »

El « \n » es un carácter de terminación linefeed (salto de línea), el cual se representa de manera hexadecimal como 0x0A. sirve como carácter de terminación del mensaje.

En caso de conexión RawSocket y serial, para operaciones « VISA Write » siempre deben finalizarse las cadenas con el carácter de salto de línea, ya que es la única manera de indicarle al instrumento que el mensaje ha finalizado. Para reconocer el final de la respuesta en las operaciones « VISA Read », es necesario configurarse los atributos del VISA VI_ATTR_TERMCHAR_ENa TRUE y VI_ATTR_TERMCHARa 0x0A. De lo contrario, aunque el « VISA Read » reciba una respuesta correcta, finalizará con el mensaje error de tiempo de límite, ya que aún está a la espera de que lleguen más bytes.

Algunos instrumentos requieren del carácter salto de línea independientemente del tipo de conexión. En cualquier caso, enviar el mensaje con un carácter de salto de línea al final es la manera más universal y siempre funciona correctamente.

Según el estándar SCPI, los instrumentos deben terminar sus respuestas con un carácter de salto de línea. En nuestro ejemplo anterior, puede observarse, en el NI Visa Test Panel, el carácter de salto de línea al final de la respuesta de la string de identificación. El RsVisaTester no muestra caracteres blancos, pero puede verlos en el registro del RsVisaTraceTool.

*Nota5: compatibilidad con el sensor de potencia R&S®NRP-Zxx

A partir de la versión 5.11.0, el R&S®VISA para Windowsadmite la generación previa de sensores de potencia R&S®NRP-Zxx. Para habilitar esta funcionalidad, es necesario instalar el R&S®NRP Toolkit 4.17 o posterior para Windows.

Así como la string de recursos, puede utilizarse dos variantes diferentes intercambiables entre sí:

• RSNRP::0x0095::104015::INSTR: sensor de potencia R&S®NRP-Zxx, ID de producto 0x095 (NRP-Z86), número de serie 104015
• USB::0x0AAD::0x0095::104015::INSTR- ID de fabricante 0x0AAD (Rohde & Schwarz), ID de producto 0x095 (NRP-Z86), número de serie 104015

Consejo: en caso de que no conozca el PID de su(s) sensor(es) de potencia, conéctelos a su computadora, y ejecute el « Find Resource » (encontrar recurso) en el R&S Visa Tester. A continuación, utilice la string de recursos que desea de la lista, o en caso de que cuente con más de un sensor de potencia conectado, puede emparejar la ID de producto con el número de serie impreso en la etiqueta del sensor de potencia encima de su código de barras.