Facharbeit Elektrotechnik

Erfassen von Messwerten in einer Tabelle

                                             

1. Aufgabenstellung

2. Aufbau

3. Programmieren    

3.1. Internetrecherche     

4. Programm

5. Fehlersuche

6. Fazit 



1. Aufgabenstellung:

Unsere Aufgabe war es mit Hilfe des Temperatursensors, den wir im Schuljahr 12 / 1 gebaut haben und der K8055 USB Experiment Interface Board Platine von Velleman ein Programm zu erstellen, mit dem es möglich sein sollte die ausgegebenen Daten in Temperaturwerte umzurechnen und zu protokollieren.


                                                                                        


2. Aufbau:


Um die Aufgabe zu lösen machten wir uns zuerst eine Skizze des benötigten Aufbaus, mit welcher wir am Anfang der folgenden Schulstunden recht schnell unsere Komponenten wieder miteinander verbinden konnten. Dies ist die digitalisierte Form dieser Skizze.


Unsere in einer vorherigen Facharbeit hergestellte Platine, welche mit dem KTY81 Temperaturfühler ausgestattet ist und auch selbst geätzt wurde, wird an zwei in Reihe geschaltete 7V Gleichspannungsquellen angeschlossen, um die Betriebsspannung bereitzustellen.

Die von der jeweiligen Temperatur abhängige ausgegebene Spannung wird von der K8055 Platine von Velleman in ein Digitales Signal umgewandelt. Dieses kann über einen USB Port an der Platine ausgelesen werden und wird dann von unserem Programm am PC gedeutet.



3. Programmieren: 

Bevor wir mit dem Programmieren beginnen konnten, mussten wir uns für eine möglichst kostenfreie Software entscheiden, unsere Wahl viel auf Microsoft Visual Basic Express 2010, da wir hiermit schon etwas Erfahrung in der Vergangenheit gesammelt haben. Als Basis des Programms verwendeten wir den Velleman-Quelltext den wir unseren Ansprüchen entsprechend erweiterten.  Um eine eigene Idee mit in unser Projekt zu bringen, führten wir Reiter in die Benutzeroberfläche mit ein, um so eine bessere Übersicht zu erhalten. 

Zur bessere Verständlichkeit haben wir unserem Quelltext 'Kommentare hinzugefügt, die die einzelnen Funktionen und Befehle weitestgehend erklären. 

3.1. Internetrecherche:


Ich schaute zuerst auf der Velleman website um den aktuellen Quellcode des Boards zu bekommen. Desweiteren standen wir vor einigen Problemen bei der Programmierung der Software. Zum Beispiel haben wir Codefragmente gesucht um die Werte speichern zu können, oder die Funktion um die Reiter in unserer Benutzeroberfläche zu erstellen.

Außerdem mussten noch einige weitere Befehle gesucht werden, denn wir hatten nicht mehr die gesamte Visual Basic Bibliothek im Kopf.

4. Programm:

Unser Temperatursensorprogramm erstellt ein seperates Editor.txt Dokument in dem die gemessenen Temperaturen, Daten und Uhrzeiten gespeichert werden. Diese Werte werden alle zwei Sekunden automatisch aktualisiert und ebenfalls wieder gespeichert, um immer auf dem aktuellsten Stand zu sein. Desweiteren hat man die Möglichkeit einen weiteren Temperatursensor anzuschließen, um beispielsweise verschiedene Temperaturen miteinander zu vergleichen. Man kann nicht nur einen weiteren Sensor anschließen, sondern darüber hinaus noch eine weitere Karte. Diese steuert man dann über die Card Address Checkbox. 

Da unsere Unterrichtsmaterialien oft längere Zeit nicht im Einsatz sind, kann man sich nie darauf verlassen, dass alles zu einhundert Prozent funktioniert, weshalb wir eine Output-Test Funktion eingebaut haben, die uns schnell zeigt, ob die Karte einwandfrei nutzbar ist. 

Die Formel baut sich wie folgt auf:

Wir haben uns überlegt, welche Temperaturen gemessen werden sollen. Daraus haben wir eine Differenz gebildet (Maximaler Temperaturwert: 43°C, Minimaler Temperaturwert: -20°C) von 63.

Nun haben wir die Messschritte vom Board genommen (errechnet aus den Bits). Messschritte sind 255.

Aus diesen beiden Werten können wir die Temperaturveränderung pro Messschritt errechnen (63 / 255).
Dies muss jetzt mit dem Eingangswert multipliziert werden um die Temperatur zu errechnen. Da wir auch negative Temperaturwerte errechnen wollen, müssen wir das gesamte Ergebnis noch -20 nehmen. Damit erreichen wir, das wir bei -20°C starten.
Zum Schluss haben wir das Ergebnis auf 2 Nachkommastellen begrenzt.




5. Fehlersuche:

Wie schon in der Vergangenheit sind uns während der Arbeit an unserem Projekt kleinere Fehler unterlaufen, die es zu korrigieren galt. Am ärgerlichsten war ein kleiner Tippfehler bei der Anzahl der maximal möglichen Schritte die im Idealfall 255 sein sollten, bei uns stand jedoch 225, was zu falschen Ergebnissen führte und uns fast dazu gebracht hat, ein neues Programm zu schreiben. Glücklicherweise fanden wir den Fehler doch noch rechtzeitig.



6. Fazit:

Unser Funktionstest (der vor der offiziellen Überprüfung durch die Lehrkraft stattfand) ergab, dass der gesamte Aufbau gut funktioniert und nur eine geringe Abweichung zu anderen Temepraturmessern aufweist. Durch das einfache Auslesen über einen USB Port ist die Platine alltagstauglich und benutzerfreundlich.
So ist das Produkt unserer Facharbeit ebenfalls in einigen privaten Anwendungsbereichen einsetzbar. Durch die von unserem Programm angelegte Log-Datei, können mit einfachsten mitteln Diagramme erzeugt werden, welche den Temperaturverlauf über einen festgelegten Zeitraum darstellen. Damit könnte man z.B. protokollieren wie schnell das Haus auskühlt wenn die Heizung ausgestellt wird, oder wie sich an heißen Sommertagen die Innentemperatur des Hauses verändert.