Das CompuLAB-USB
Bewährtes Interface mit neuem Anschluss
Von Burkhard Kainka

Endlich ist es da, das CompuLAB-USB. Dieser neue Schnittstelle verspricht einen erhöhten Anwender-Komfort. So wird z.B. die Betriebsspannung gleich mit geliefert. Wenn es also nur um kleine Versuche geht, kommt das CompuLAB-USB ohne ein eigenes Netzteil aus.

Abb. 1 zeigt das neue Gerät. Das Gehäusedesign lehnt sich weitgehend an das schon bekannte CompuLAB für die RS232-Schnittstelle an. Die wesentliche sichtbare Änderung betrifft den USB-Anschluss und die ihm zugeordnete grüne LED zur Anzeige des enumerierten (am Bus angemeldeten) Zustands. Die Zahl der Ein- und Ausgänge ist fast gleich. Es gibt allerdings einen zusätzlichen Analogeingang mit extrem hohem Eingangswiderstand, der nur am Sammelstecker zugänglich ist. Alle Analogeingänge besitzen eine Auflösung von 10 Bit, es können also noch 5 mV aufgelöst werden.

Beim ersten Verbinden des USB-CompuLAB erscheint eine PlugAndPlay-Meldung "Neues Gerät gefunden". Der Anwender wird aufgefordert, eine Diskette mit Treiber-Informationen einzulegen. Das System findet dann die INF-Datei und die zugehörige Treiberdatei COMPULAB.SYS. Im Windows-Geräte-Manager kann man nun das neue Gerät finden. Das besondere am USB ist, dass jeder Gerätetreiber automatisch wieder aus dem Speicher entfernt wird, wenn man die Verbindung trennt. Beim nächsten Anschluss dauert es nur eine Sekunde, bis der Treiber wieder automatisch geladen wird.

Das CompuLAB-USB kann derzeit nur unter Windows-98 betrieben werden. An einem Treiber für Windows 2000 wird gearbeitet. Prinzipiell können am USB mehrere Geräte eines Typs arbeiten. Aber auch diese Möglichkeit wird bisher noch nicht von der Software unterstützt. Hier ist noch einige Arbeit zu leisten.

Compact 2000

Das Programm Compact 2000 von H.-J. Berndt ist eine Weiterentwicklung seines Programms Do-It und wurde speziell für das CompuLAB-USB geschrieben. Es handelt sich hier um eine reine 32-Bit-Anwendung für Windows 98 und höher. Compact 2000 besitzt eine automatische Hardware-Erkennung. Außer dem CompuLAB-USB werden weitere Geräte an der seriellen Schnittstelle erkannt: CompuLAB, SIOS und die ZELLE. Das Programm unterstützt also auch das CompuLAB an der seriellen Schnittstelle und das SIOS-Interface (ohne Analogausgänge) und die ZELLE, wobei der Umfang der ünterstützten Ein- und Ausgänge der kleinste gemeinsame Nenner aller Geräte ist. Zusätzlich gibt es einen Simulationsmodus für den Betrieb ohne Interface.

Im Menü Ein/Ausgänge erhält man eine Übersicht über die Spannungen an den Analogeingängen A und B und über die Zustände der digitalen Eingänge. Die digitalen Ausgänge können direkt geschaltet werden.

Abb. 3 Direktanzeige von Messwerten

Messwerte der Analogeingänge werden hier als Bytes, also mit einer Auflösung von 8 Bit verarbeitet. Dies erleichtert den Umgang mit der weiter unten vorgestellten Programmierumgebung. Die tatsächlich mögliche Auflösung von 10 Bit ist künftigen Programmen vorbehalten.

Das Programm bietet mit dem TY-Schreiber eine einfache Möglichkeit, Messwerte direkt grafisch aufzuzeichnen. Der Messzeitraum kann zwischen einer Sekunde und 24 Stunden gewählt werden. Man kann wahlweise einen oder zwei Kanäle aufzeichnen. Die Messung erfasst im Hintergrund immer beide Kanäle, so dass auch nachträglich in der Darstellung die Kanäle einzeln oder gemeinsam gezeigt werden können.

Die gewonnenen Daten können sehr einfach in andere Programme übertragen werden. Klickt man mit der rechten Maustaste in das Diagramm, dann erhält man die Auswahl "Kopieren" zur Übertragung der Grafik in die Zwischenablage oder "Kopieren als Text" zum Kopieren der Daten in Tabellenform. In der Tabellenform erhält man Messwerte in Volt und die zugehörigen genauen Zeitpunkte in Sekunden.

Messdaten in Tabellenform

Die gewonnenen Daten lassen sich problemlos in eine Excel-Tabelle einfügen und dort weiter verarbeiten. Abb. 8.3 zeigt eine typische Darstellung der Messung in Excel.

Messdaten beider Kanäle können zur Vereinfachung verschiedener Messverfahren im XY-Schreiber gegeneinander aufgetragen werden. Man verwendet dazu einen Stift, der ein- und ausgeschaltet werden kann. Die gewonnenen Daten können als Text in andere Programme exportiert werden.

Neben den analogen Eingängen können auch die acht digitalen Eingänge überwacht werden. Der Bit-Schreiber ist ein digitaler-Signal-Plotter für langsame Vorgänge. Auch die hier gewonnenen Daten lassen sich kopieren und mit anderen Programmen weiter verarbeiten.

Die Programmierumgebung in Compact2000

Compact2000 enthält eine sehr einfache Programmierumgebung für kleinere Anwendungen. Die verwendete Syntax ist bereits aus dem Programm Do-It bekannt und wurde in erster Linie für die Ausbildung entwickelt. Schüler sollten ohne spezielle Programmiersprachen-Kenntnisse einfache Anwendungen realisieren und dabei die grundlegenden Prinzipen der Programmierung kennen lernen. Inzwischen wird die vereinfachte Programmierumgebung von Do-It auch im Hobbybereich und für einfache Aufgaben in der Industrie eingesetzt.

Man schreibt Programm wie in Do-It durch Anklicken vorgegebener Schlüsselworte. Die bedienung unterscheidet sich jedoch vom Vorgängerprogramm. Alle vorhandenen Befehle sind auf Registerkarten immer sichtbar, so dass man ohne spezielle Referenzen auskommt. Klickt man ein Schlüsselwort an, erscheinen weitere Registerkarten mit den möglichen Parametern. Eine häufige Aufgabe ist die Überwachung von Grenzwerten. Das Gerät soll zwei Spannungen messen und bei Überschreitung festgelegter Grenzwerte bestimmte digitale Ausgänge setzen. Es wird eine Endlosschleife benötigt, die sich bei Bedarf abbrechen lässt. Nach der Wahl der Registerkarte "Wiederhole" erhält man eine Auswahl der möglichen Abbruchbedingungen einer Wiederholschleife.

In diese Schleife können dann weitere Befehle eingefügt werden. Für die gegebene Aufgabe wird eine Fallabfrage mit "Wenn" benötigt. Abb. 8.6 zeigt das komplette Programm in der Programmierumgebung. Es werden nacheinander beide Analogeingänge abgefragt und mit den Grenzwerten 200 und 220 verglichen. Die Messwerte liegen in Form von Bytes, also Zahlen zwischen 0 (=0 V) und 255 (=5 V) vor. Eine Stufe entspricht damit etwa 20 mV. Die angegebenen Grenzwerte sind grob 4 V und 4,4 V. Eine oder mehrere Anweisungen nach "Wenn ..." werden ausgeführt, wenn die Bedingung wahr ist. Im anderen Fall werden Anweisungen nach "Sonst" ausgeführt. Hier werden jeweils die digitalen Ausgänge 0 und 1 eingeschaltet, wenn der Grenzwert überschritten ist und ausgeschaltet, wenn er nicht überschritten ist.

Die Registerkarte RUN erlaubt den Start des Programms. Man hat die Wahl zwischen schneller und verzögerter Ausführung, bei der man den Ablauf des Programms direkt verfolgen kann.

Die Programmierumgebung unterstützt Multitasking. Ein gestartetes Programm läuft weiter, wenn man das Menü wechselt. Auf diese Weise kann man mit dem TY-Schreiber oder dem Bit-Schreiber Messungen an einen Versuch vornehmen, der durch Compact2000 selbst gesteuert wird. Auch kann ein Programm im Hintergrund seine Arbeit verrichten, wenn im Vordergrund andere Anwendungen laufen.

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