1. Instrumentationen

1.1 Allgemein

Die computerbasierte Datenerfassung eröffnet neue Möglichkeiten für vielfältige Messungen.

Instrumentationen werden von Ingenieuren und Wissenschaftlern verwendet, um elektrische Signale (Spannung, Strom, Energie) und physikalische Phänomene wie Temperatur, Druck, Geschwindigkeit und Schwingungen zu erfassen.. Weiters werden sie eingesetzt um virtuelle Meßsysteme aufzubauen. Diese Systeme werden in Forschung und Industrie eingesetzt, unter anderem für automatische Tests, Laborautomation, industrielle Steuerungen, Produktionssteuerungen und numerische Analysen.

Instrumentationen haben folgende Funktionen:

Daten erfassen/messen

eingehenden Daten analysieren

analysierte Daten mit der Software (z.B. LabVIEW) präsentieren

Die am meisten gemessenen Werte:

Messen von hohen Spannungen und Stromstärken

Frequenz, Druck und Dehnung

Messung von dynamischen Signalen

Temperaturmessung

1.2 Von Analog zu Digital

A/D- und D/A-Karten ermöglichen die Kommunikation des PCs mit analogen Geräten bzw. spannungs/stromgeführten Signalquellen. Insbesondere A/D-Karten dienen der Digitalisierung, Messung und Visualisierung von Spannungen und Vorgängen. D/A-Karten wiederum setzen digitale Eingaben in analoge Spannungen bzw. definierte Ströme um.

A/D- und D/A-Karten finden ihren Einsatz bei :

Prozeßsteuerungen / Automatisierung

Prozeßüberwachungen / Protokollierung

Messungen im Labor

Messungen in der Qualitätssicherung

..

1.2.1 Typische A/D-D/A Karte

1.2.2 Weitere A/D-D/A Karten für ISA- und PCI-Bus

1.3 Alles Digital

Digitale I/O-Karten eignen sich, um Schaltvorgänge von Digitalschaltungen auszulesen und zu erfassen. Ohne besondere Treiber bzw. Schutzelemente sind sie ausschließlich für Niederstromlasten einsetzbar.

Digitale I/O- und Relaiskarten schalten externe Stromkreise vom PC aus und können Schaltvorgänge im PC erfassen.

1.3.1 Digitale I/O und Relaiskarten

1.4 Software

Was letztlich den entscheidenden Vorteil eines Computers in der Meß- und Automatisierungstechnik ausmacht, ist die Software, die zur Integration des Computers mit Meß- und Steuerungshardware eingesetzt wird. Ohne die Integrationssoftware können das Potential und die Vorteile von computerbasierten Meß- und Automatisierungssystemen nie ausgeschöpft werden.

1.5 Mikrosekundengenaue Echtzeit-Verarbeitung unter Windows?

1.6 Kriterien für den Kauf von Instrumentationen

Einsatzort

Form (Länge: halb, dreiviertel oder voll; Bauhöhe; Abschirmung, Kontaktschutz)

Veränderbare I/O-Adressen, Interrupts und DMA´s (bei Laptops oft Einschränkungen)

Umsetzung des zu erfassenden Signals in die meßbare Spannungen (Verstärkermodule)

Programmtools

Beschreibung

Preis

Verfügbarkeit

ISA- oder PCI-Bus

2. Schnittstellen

2.1 Allgemeines über Schnittstellen

Schnittstellen (Interface) sind immer dann zu beachten, wenn zwei unterschiedliche Geräte zusammenarbeiten sollen, z.B. Computer und Drucker. Damit diese peripheren Geräte auch mit dem Computer kommunizieren können, müssen sie in der Regel über ein Kabel, dem sogenannten Schnittstellenkabel, mit diesem verbunden werden.

2.2 Asynchrone - Synchrone Übertragung

2.3 Parallele Schnittstelle

Aus historischen Gründen bezeichnet man diese Schnittstelle auch als Centronic- Schnittstelle; die Firma Centronic hatte diese Form zuerst definiert und firmenintern normiert. Aufgrund dieser Entwicklung wird auch die entsprechende Steckverbindung mit dem Namen Centronic versehen.

Vorteile:

^Nachteile:

Einsatzbereiche der Parallelen Schnittstelle:

^{Vor allen Dingen beim Betrieb von Druckern und Plottern an einen Computer.}

2.4 Serielle Schnittstelle

^Vorteile:

Nachteile:

Einsatzbereiche der Seriellen Schnittstelle:

Drucker, Plotter, Diskettenlaufwerk, Joystick, weiterer Computer (zum Datenaustausch).

2.5 Schnittstellenkarten

2.5 Universal Serial Bus - USB

Die benutzerfreundliche Anschlußtechnik für PC-Peripherie

Schon seit einigen Jahren diskutiert die PC-Branche über eine neue Verkabelungstechnik zwischen PC und Peripheriegeräten, die den Kunden das Leben leichter machen soll: der

Universal Serial Bus (USB). Die Idee ist bestechend: Mit einem einheitlichen Steckertyp lassen sich bis zu 126 Peripheriegeräte am PC anschließen und betreiben. Dies gilt nicht nur für klassische PC-Peripherie (Monitor, Tastatur, Maus, Drucker), sondern auch für z. B. Telefone, externe Fax- und Datenadapter oder Videokameras. Der heutige Kabelsalat mit unterschiedlichen Steckern hat mit USB ein Ende.

2.5.1 Kundennutzen

2.5.2 Technische Details

Einsatzbereiche der USB-Schnittstelle:

Überall dort wo die serielle und parallele Schnittstelle eingesetzt wird

2.6 IRDA

2.6.1 Allgemeines über Infrarot

Infrarotstrahlung hat eine Lichtwelle mit einer Länge von 700 nm bis 1600 nm. Die Wellenausbreitung ist kontrollierter als Funkwellen und daher abhörsicherer. Die Reichweite dagegen ist wesentlich geringer. Infrarot beeinträchtigt keine anderen elektromagnetischen Geräte und ist demnach auch störungsunanfälliger gegen

elektromagnetische Störungen

Gewitter

Stromleitungen

andere Geräte

2.6.2 Was ist IrDA ?

2.7 Kriterien für den Kauf von Schnittstellen

Preis

Anzahl der Anschlüsse (z.B. 4 mal parallel, 2 mal seriell)

Übertragungsrate

ISA- oder PCI-Bus

Mitgelieferte Treiber

Bei paralleler Schnittstelle prüfen ob ECP/EPP fähig