| Start | Spezial | Hardware | Software | Download | Links |
| Anwenderseiten und technische Informationen zum |
 _ |
|
Der Umwelt-Spion Download: spion.zip enthält Windows-Programm SPY.EXE diesen Text und Excel-Auswertungen
Programmierung mit Spion-Basic
|
||||||||||||
|
Der Umwelt-Spion wird einfach an der seriellen Schnittstelle des PCs angeschlossen. Er erhält von dort seine Energie und liefert Informationen. Der Einsatzbereich reicht von der Temperaturmessung über Licht, Lärm und Spannungsmessung bis zum Einsatz als kleines, programmierbares Steuergerät. Das Entscheidende ist, dass der Umwelt-Spion auch ohne den PC arbeitet. Sie können ihn einfach in den Kühlschrank legen, um die korrekte Kühl-Funktion zu überprüfen. Oder Sie nehmen ihn mit in den Garten und messen so ganz nebenbei die Lärmbelastung auf ihrer Gartenparty. Falls Sie aber einmal eine kleinen Zeitgeber brauchen, kann der Spion auch diese Aufgabe übernehmen. Der Umwelt-Spion kann ganz allgemein bei der Erfassung von Messdaten helfen. Sie können nicht nur online (mit angeschlossenem Kabel) am PC wichtige Messwerte wie Temperatur, Beleuchtung und Geräuschbelastung messen, sondern den Spion auch mit dem Einsammeln von Daten an entfernten Orten beauftragen. Oder Sie lassen ihn völlig selbständig bestimmte Grenzwerte überwachen. Dabei können Warnsignale ausgegeben oder auch Schaltzustände beeinflusst werden. |
||||||||||||
|
Der Umwelt-Spion (kurz: Spion) ist ein völlig eigenständiger kleiner Messcomputer mit mehreren Sensoren, Eingängen und Ausgängen. Die Stromversorgung erfolgt über einen internen Akku. Ein Ladegerät ist nicht erforderlich, weil der Akku sich an der PC-Schnittstelle selbständig auflädt. Das Gerät kann direkt vom PC angesteuert werden, um z.B. Messwerte abzufragen. In einem offline-Betriebsmodus werden Messdaten bis zu 24 Stunden lang selbständig erfasst und gespeichert. Sie lassen sich dann später in den PC übertragen und auswerten. Zusätzlich gibt es einen Programmiermodus, in dem der Umweltspion in einer BASIC-ähnlichen, vereinfachten Programmiersprache für eigenständige Mess-, Steuerungs- oder Regelungsaufgaben programmiert wird. Die folgende Aufstellung gibt einen Überblick über die wichtigsten Daten des Geräts.
|
||||||||||||
|
Der Umwelt-Spion ist nicht nur für Messungen mit den internen Sensoren, sondern auch für den Anschluss äußerer Messobjekte ausgelegt. Mit geeigneten Verbindungen lassen sich weitere Messungen durchführen.
Weitere Zusatzfunktionen des Spions sind die eingebaute Leuchtdiode, ein akustischer Signalgeber und ein zusätzlicher Ausgang zum Steuern von Geräten.
|
||||||||||||
|
Beim ersten Test verbindet man das Gerät mit einem seriellen Standardkabel mit einer freien seriellen Schnittstelle. Meist ist dies COM2, wenn COM1 bereits mit der Maus belegt ist. Die primäre Software für den Umwelt-Spion ist das Programm SPY.EXE. Nach dem Start kann die verwendete serielle Schnittstelle COM1 bis COM4 eingestellt werden. Die Voreinstellung ist COM2. Durch Anklicken der entsprechenden Auswahlflächen kann auf eine andere Schnittstelle umgeschaltet werden. Sobald übrigens die Software gestartet wurde, beginnt der PC den Akku des Spions zu laden.
Das Programm SPY hat drei Hauptmenüs: Programm, Direkt
und Messen. Beim Start erscheint zunächst das Menü Direkt. |
||||||||||||
|
Starten Sie das Programm bei angeschlossenem Spion und rufen Sie das Menü Direkt auf. Hier sehen Sie sofort alle Möglichkeiten des Geräts vor sich. Sie können direkt Messwerte von den eingebauten Sensoren abfragen. Wählen Sie z.B. den Lichtsensor und beobachten Sie die Änderungen des Lichteinfalls. Alle Sensorgrößen werden hier zunächst nur ohne ihre Einheiten als reine Zahlenwerte behandelt. In dieser Form können sie später in der Programmierumgebung z.B. für Vergleiche und Fallabfragen verwendet werden.
Am Bildschirm sieht man einen Messwert in einem Zeigerinstrument und als Zahlenwert. Die Lichtstärke 223 bedeutet schon eine große Helligkeit. Eine Abschattung kann direkt beobachtet werden. Jedem Zahlenwert entspricht eine bestimmte Helligkeit in Lux. Eine Umrechnung ist möglich und wird weiter unten gezeigt. Viele Versuche sind aber auch ohne die korrekte Maßeinheit möglich. Statt einer Beleuchtungsstärke kann auch eine Temperatur oder der Geräuschpegel direkt über interne Sensoren angezeigt werden. Mit Temperaturmessung sind einige kleine Versuche möglich. Als grober Anhaltspunkt für die reale Temperatur kann gelten, dass in Skalenmitte bei einem Zahlenwert von 127 eine Temperatur von 25 Grad erreicht ist. Lärm-Messungen mit dem Spion arbeiten ab einem bestimmten Grenzwert von ca. 40 dB(A). Sie können auch hier verschiedene sinnvolle Direktmessungen durchführen. Spannung und Widerstand können nur mit zusätzlichen Anschlüssen bestimmt werden. Eine weitere Anzeige ermöglicht die grobe Kontrolle der Akkuspannung des Geräts. Der Akku mit der Nennspannung 3,6 Volt zeigt einen Wert von 36, wenn er geladen ist. Ganz grob werden hier Zehntelvolt gemessen. Bei Messung einer externen Spannung entspricht Vollausschlag oder der Zahlenwert 255 der internen Batteriespannung. Das Gerät eignet sich besonders für Vergleichsmessungen. Bei Spannungsmessungen ist Pin 2 der Minusanschluss und Pin 5 der Plusanschluss (vgl. Abb. 2.6). Sie können zum Beispiel Batteriespannungen vergleichen, solange sie kleiner als ca. 4 V sind.
Für eine Widerstandsmessung an einem externen Messobjekt gelten ebenfalls die Anschlüsse 2 und 5. Während die Spannungsmessung abhängig von der aktuellen Akkuspannung des Spions ist, liefert die Widerstandsmessung weitgehend unabhängige Werte. In Bereichsmitte (Wert 127) ergibt sich ein Widerstand von 10 Kiloohm. Vollausschlag bedeutet unendlicher Widerstand bzw. eine unterbrochene Verbindung. Auch hier sind verschiedene einfache Versuche möglich. Der Spion verfügt über einen digitalen Eingang, mit dem direkt Schalter oder andere Kontakte abgefragt werden können. Hierzu ist die Verbindung der Anschlüsse 1 und 2 erforderlich. Das Programm Spy ermöglicht die direkte Beobachtung von Schalterzuständen auch während der laufenden Analogmessungen. Man kann also z.B. gleichzeitig eine Temperatur und einen Schalter beobachten. Der Eingang reagiert bereits auf relativ hochohmige Verbindungen unter ca. 30 Kilo Ohm. Beim Start des Programms beginnt der Spion mit einem regelmäßigen Blinken der LED im Sekundenraster. Wenn Sie das Gerät vom PC trennen, dauert das Blinken an. Nach etwa 2 Minuten allerdings hört es auf, da der Spion sich selbst ausschaltet. Nach einem Ausschalter suchen Sie daher vergeblich. Im Schlafzustand des Geräts bleiben übrigens verschiedene Einstellungen erhalten. Deshalb ist es z.B. möglich, eine bestimmte Aufgabe vorzubereiten und erst später zu nutzen. Wenn der Spion am PC angeschlossen ist, können Sie das Blinken durch ein direktes Kommando abschalten. Drücken Sie dazu die Schaltfläche LED 0. Mit LED 1 erhalten Sie ein Dauerleuchten. Die selben Funktionen können Sie später übrigens auch in einem eigenen Spion-Basic Programm ausführen. Auch der eingebaute Signalgeber kann direkt ausprobiert werden. Betätigen Sie die Schaltfläche Beep. Es ertönt ein kurzer Signalton. Ebenso lässt sich die Sleep-Funktion ansteuern. Das Gerät schaltet sich dann ab. Es kann aber mit der Reset-Schaltfläche wieder eingeschaltet werden. Ein zusätzlicher digitaler Ausgang dient der Steuerung externer Verbraucher. Im einfachsten Fall kann eine weitere Leuchtdiode angeschlossen werden, wobei auch längere Leitungslängen kein Problem sind. Ein zusätzlicher Vorwiderstand ist nicht erforderlich, weil er bereits im Gerät enthalten ist. Die externe LED kann nun vom PC aus ein- und ausgeschaltet werden. Dies ist besonders interessant, wenn eigene Programme eingesetzt werden.
|
||||||||||||
|
Oft ist nicht so sehr der momentane Messwert als vielmehr der zeitliche Verlauf einer Messung wichtig. Im Menü Messen können Sie Messwerte erfassen und graphisch gegen die Zeit auftragen. Wählen sie jeweils einen Eingang oder Sensor aus und stellen Sie die gewünschte Messdauer ein. Mit der Schaltfläche START beginnen Sie die Messung. Das Messergebnis kann nach Ende der Messung ausgelesen und grafisch dargestellt werden. Außerdem lassen sich die Daten in andere Programme übertragen und weiter auswerten. Beispiel: Lichtmessungen
Beispiel: Temperaturmessungen
Für eine externe Auswertung besitzt das Programm Spy eine einfache Ausgabe über die Zwischenablage von Windows. Drücken Sie einfach die Schaltfläche "Messwerte als Text kopieren". Dabei werden Daten in Tabellenform kopiert und können in andere Programme wieder eingefügt werden. Dies funktioniert in gleicher Weise für Textprogramme und für Rechenprogramme.
Messdaten der ersten zehn Minuten mit Zeiten in Sekunden und Temperaturwerten. Die linke Spalte zeigt die Messdauer in Sekunden. In der rechten Spalte befinden sich die Temperaturwerte. Diese können nun in echte Temperaturen umgerechnet werden. Man kopiert die Daten dazu z.B. in Excel und fügt die erforderlichen Umrechnungen ein. Auf der Diskette befindet sich ein vorbereitetes Tabellenblatt Temp.xls für Excel 5, das auch in Excel97 oder Excel2000 geladen werden kann. Die Rohdaten werden einfach in die Spalten A und B eingefügt. Man erhält dann sofort die fertige Auswertung.
|
||||||||||||
|
Programmierung mit Spion-Basic
Laden Sie zunächst ein fertiges Programm wie z.B. Blink.sbd. Es stellt einen einfachen Blinkgeber dar. Mit der Schaltfläche "Send" wird das Programm in lauffähiger Form in den Spion übertragen und sofort gestartet. Sie sehen nun ein gleichmäßiges Blinken der roten LED. Wenn Sie nun den Spion vom Stecker des PC abziehen, wird das Programm so lange weiter arbeiten, bis der interne Akku erschöpft ist. Sie können aber den Reset-Taster am Gerät drücken und das Programm damit stoppen. Man sieht dann wieder das kurze Blinken im Sekundentakt. Durch erneutes Drücken des Reset-Tasters kann das Programm aber wieder gestartet werden. Wenn ein Programm geladen ist, kann es fast beliebig lange bereit gehalten werden. Man stoppt es dazu mit Reset vom PC aus oder am Gerät. Ohne weitere Aktionen schaltet sich der Spion nach etwa zwei Minuten ab. Sie können das Gerät dann erst einmal in den Schrank legen. Bei Bedarf nehmen sie es zur Hand und drücken erneut den Resetknopf. Das alte Programm beginnt dann wieder mit seiner Arbeit. Man muss nur beachten, dass ein laufendes Programm natürlich auf die Dauer den Akku entlädt. Insgesamt kann man bis zu 60 Stunden lang mit dem Gerät arbeiten. Typische Aufgaben für die Programmierung in Spion-Basic sind:
Zahlreiche Beispiele befinden sich auf der Diskette. Befehlsvorrat
Die wichtigsten Befehle zur Programmsteuerung sind GOTO und END. Weitere Sprungbefehle arbeiten zusammen mit Variablen, die weiter unten vorgestellt werden. Wartezeiten zwischen 1/16 s und ca. 15 s erzeugt man mit dem Pause-Befehl. Mit End wird ein Programm beendet und der Grundmodus eingeschaltet. Mit Sleep schaltet man den Spion ab. Goto 1 Sprungbefehl End Rückkehr in den Direktmodus Sleep Abschalten des Spions Pause 16 Wartezeit in Einheiten von 1/16 Sekunden Cmal Goto 2 Zählschleife mit C Dmal Goto 3 Zählschleife mit D If A = B Goto Bedingter Sprungbefehl, Sprung wenn A gleich B If A < B Goto Bedingter Sprungbefehl, Sprung wenn A kleiner B If A > B Goto Bedingter Sprungbefehl, Sprung wenn A größer B Spion-Basic kennt vier Variablen A, B, C und D. Sie nehmen grundsätzlich nur Bytes auf, also Zahlen im Bereich 0 bis 255. A dient der Erfassung von Messwerten. Alle Messungen und die Abfrage des digitalen Eingangs weisen ihr Ergebnis A zu. A erhält immer das Ergebnis von Rechenoperationen. Außerdem kann A ein Byte von der seriellen Schnittstelle abfragen oder aussenden. A = 100 Zuweisung einer konstanten Zahl A = B Zuweisung des Inhalts von B A = A + B Addition A = A - B Subttraktion A = A + 1 Inkrementieren A = A - 1 Dekrementieren Input A Eingabe von der Schnittstelle Print A Ausgabe über die Schnittstelle A = Spannung Spannungsmessung A = Licht Lichtmessung A = Temperatur Temperaturmessung A = Lärm Lärmmessung A = Widerstand Widerstandsmessung A = Eingang Lesen des digitalen Eingangs A = Batterie Messung der Batteriespannung Lärm aus Abschalten des Mikrophonverstärkers Alle Messungen mit Sensoren oder Eingängen liefern ihr Ergebnis in A zurück. Man kann in einem Programm mit mehreren Sensoren arbeiten. Bei der Lärmmessung muss beachtet werden, dass intern ein spezieller Verstärker erst eingeschaltet wird. Die erste Messung sollte verworfen werden, weil der Verstärker erst einschwingen muss. Soll nach dem Ende von Lärmmessungen ein anderer Sensor abgefragt werden, dann muss vorher mit "Lärm aus" der Mikrophonverstärker abgeschaltet werden. Die Variable B dient ausschließlich zum Vergleich mit A (If A > B Goto) und für Rechenoperationen mit A (A = A + B). B kann nur entweder eine Konstante Zahl oder der aktuelle Wert von A zugewiesen werden. A = B Zuweisung des Inhalts von A B = 255 Zuweisung einer konstanten Zahl Beispiel: Langzeittimer Der Spion kann mit einem geeigneten Programm leicht als Timer eingesetzt werden. Das Programm Timer1.sbd generiert eine Wartezeit von 5 Minuten zum Beispiel für den Einsatz beim Eierkochen. Das Programm schaltet die LED auf Dauerleuchten, so dass man jederzeit einen Überblick hat, ob die Uhr noch läuft. Nach 5 Minuten wird ein dreifacher Signalton erzeugt und die LED abgeschaltet. Der Pause-Befehl des Umweltspions verwendet ein Zeitintervall von 1/16 Sekunde. Mit Pause 16 erhält man daher eine Sekunde. Eine Wiederholschleife mit 60 Durchläufen erzeugt eine Wartezeit von einer Minute. PROGRAMM Listing: Ein 5-Minuten-Timer Das Programm verwendet zwei Schleifen, die ineinander geschachtelt sind. Die innere Schleife mit der Zählvariablen C erzeugt eine Wartezeit von einer Minute, die D-Schleife wird fünf mal durchlaufen, um insgesamt fünf Minuten zu warten. Nach genau fünf Minuten schaltet sich die LED aus, und ein dreifacher Signalton ertönt. Dann geht der Spion in seinen Grundzustand, was man am Sekundenblinken der LED erkennt. Nach weiteren zwei Minuten schaltet sich das Gerät ganz ab. Es genügt ein Druck auf Reset, um den Zeitgeber erneut zu starten. Datenprotokoll des Spions Der Spion hat ein relativ einfaches Protokoll mit einer überschaubaren Anzahl von Kommandos. Alle Kommandos können sowohl im Offline-Modus wie auch im Programm-Modus verwendet werden. Die serielle Schnittstelle des Geräts arbeitet mit 9600 Baud, 8 Datenbits, 1 Stoppbit und ohne Parity. Über die Handshakeleitungen DTR und RTS steuert man das Aufladen des internen Akkus und den Prozessor-Reset. Die folgende Übersicht zeigt alle verfügbaren Kommandos. Kennung 1 Interaface-Kennung : Antwort = 32 (Nur im Direktmodus) Zuweisungen 2,n A=n 3,n B=n 4,n C=n 5,n D=n 6 A=B 7 B=A 8 C=A 9 D=A Ausgaben 10 Ausgang=1 11 Ausgang=0 12 LED=1 13 LED=0 14 Beep 15 Print A (Byteausgabe an RS232) 16 Lärm-Power-Off 17 LED blinkt im Sekundentakt Eingaben analog 20 A=Spannung 21 A=Licht 22 A=Temperatur 23 A=Widerstand 24 A=Lärm (incl Lärm-Power-ON) 25 A=Ubat digital: 26 A=Eingang RS232: 27 Input A (Byte von RS232)
Programmverzweigungen 30,n goto n 31,n C=C-1: if C>0 goto n 32,n pause n 33 end 34,n if A=B goto n 35,n if A>B goto n 36,n if A<B goto n 37,n D=D-1: if D>0 goto n Rechnen 40 A=A+B 41 A=A-B 42 A=A+1 43 A=A-1 EEPROM 50,adr PutEE Ein Byte ins EEPROM an adr laden 51,adr Programm im EEPROM ab adr starten Speicherbelegung; 1, max 63 Basic-Tokens 52,adr GetEE Byte von Adr. aus dem EEPROM lesen Messserie 53 Messserie starten Speicherbelegung: Kanal 20..24, Time-Hi, Time-Lo, 61 Messwerte Abschalten 128 Power down < 1µA, Aufwecken mit Reset (RTS-Hi-Flanke) Literatur: |
||||||||||||
|
|
| Start | Spezial | Hardware | Software | Download | Links |
AK MODUL-BUS Computer GmbH, Münsterstr. 45, 48477 Hörstel-Riesenbeck, Tel. +49-54 54 / 9 34 36 36 Fax +49-54 54 / 9 34 36 37
Mail: info@ak-modul-bus.de