{"id":3099,"date":"2018-01-13T13:40:36","date_gmt":"2018-01-13T12:40:36","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.fh-kaernten.at\/ingmarsretro\/?p=3099"},"modified":"2021-02-18T07:04:15","modified_gmt":"2021-02-18T06:04:15","slug":"langzeitmessungen-mit-keithley-und-matlab","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.fh-kaernten.at\/ingmarsretro\/2018\/01\/13\/langzeitmessungen-mit-keithley-und-matlab\/","title":{"rendered":"Langzeitmessungen mit Keithley und Matlab"},"content":{"rendered":"
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Keithley2000 Tischmultimeter<\/p><\/div>\n

Ein alter Begleiter im Bereich Messger\u00e4te ist das Tischmultimeter von Keithley. In unseren Labors werden vorwiegend die Typen der 2000er Serie eingesetzt. Es gibt sie in unterschiedlichen Ausstattungsvarianten betreffend der Schnittstellen zur Au\u00dfenwelt. Hier ist GBIP-Bus nat\u00fcrlich ein Standard, ebenso wie RS232. Die neueren Ger\u00e4te besitzen mittlerweile ein LAN Interface mit dem eine Kommunikation \u00fcber das Internet Protokoll m\u00f6glich ist. \u00dcber jede dieser Schnittstellen kann \u00fcber „Standard Commands for Programmable Instruments<\/em>“ (SCPI) mit dem Ger\u00e4t kommuniziert werden. In diesem Beispiel werde ich das Keithley 2000 \u00fcber Matlab ansteuern und zyklisch \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum Messwerte auslesen, diese in Matlab speichern und schlussendlich in einem Plot ausgeben – quasi einen simplen Datalogger konfigurieren. Der Zweck dieses Aufbaus ist es, den Spannungsverlauf (bzw. auch Strom) eines Akkus bzw. Batterie eines Low-Energie Device zu erfassen.<\/p>\n

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R\u00fcckseite des Keithley 2000<\/p><\/div>\n

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GPIB Interface (IEEE488)<\/p><\/div>\n

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RS232 Schnittstelle<\/p><\/div>\n

In diesem Beispiel werde ich die serielle Daten\u00fcbertragung per klassischer RS232 Schnittstelle verwenden, da diese f\u00fcr meine Anwendung vollkommen ausreicht. Zudem kann ich mir die Installation der Treiberpakete f\u00fcr das GPIP-USB Interface ersparen. \ud83d\ude42 Da viele der aktuellen Rechner und Laptops auch keine RS232 Ports mehr haben, muss ein USB-RS232 Adapter (beispielsweise FTDI232 etc.) her.<\/p>\n

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USB-RS232 Adapter am Keithley2000<\/p><\/div>\n

Ist die Verbindung zwischen dem Multimeter und dem Rechner hergestellt, kann, wie in diesem Beispiel, \u00fcber ein Matlabskript kommuniziert werden. Dem Keithley muss nur mehr mitgeteilt werden, dass es \u00fcber die serielle Schnittstelle „sprechen“ soll. Die folgenden Code-Schnipsel zeigen, wie man einfach \u00fcber SCPI Daten auslesen kann:<\/p>\n

\r\n\r\nserialObject = instrfind('Type', 'serial', 'Port', 'COM26', 'Tag', '');\r\n%serialPort = 'COM23';\r\n%serialObject = serial(serialPort,'BaudRate',9600, 'DataBits',8);\r\n\r\nif isempty(serialObject)\r\nserialObject = serial('COM26','BaudRate',57600, 'DataBits',8);\r\nelse\r\nfclose(serialObject);\r\nserialObject = serialObject(1)\r\nend\r\n\r\n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%\r\n%\r\n% Sourcemeter 2000 setup\r\n%\r\n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%\r\nfopen(serialObject)\r\n% fprintf(serialObject,':*RST')\r\n\r\ntime = now;\r\nvoltage = 0;\r\n%%\r\nfigureinstanz = figure('NumberTitle','off',...\r\n'Name','Spannungslogg',...\r\n'Color',[0 0 0],'Visible','off');\r\nplotinstanz = plot(voltage,time,'Color','red');\r\n\r\n%% Messzeit und evtl Messintervall\r\nstoptime = 10; %60 seconds\r\ntimeInterval = 1; % brauch' ma jetzt nicht\r\n\r\n% Messgeraet einstellen\r\nfprintf(serialObject,':SOUR:FUNC:MODE CURR'); % current source selection.\r\nfprintf(serialObject,':SOUR:CURR:MODE FIXED'); % changes voltage mode to fixed\r\nfprintf(serialObject,':SOUR:CURR:LEV 0'); % sets current to 0\r\n\r\nfprintf(serialObject,':SENS:FUNC &quot;VOLT&quot;');\r\nfprintf(serialObject,':SENS:VOLT:PROT 4');\r\n%fprintf(serialObject,':SENS:CURR:RANG:AUTO ON');\r\nfprintf(serialObject,':SENS:VOLT:RANG 10');\r\nfprintf(serialObject,':FORM:ELEM VOLT');\r\n\r\n% %fprintf(serialObject,':TRAC:COUN 1');\r\n% %fprintf(serialObject,':TRAC:FEED:CONT NEV');\r\n%\r\n%\r\n% fprintf(serialObject,':TRAC:CLE');\r\n%\r\n% fprintf(serialObject,':TRAC:POIN 10');\r\n% fprintf(serialObject,'TRAC:FEED:SENS');\r\n% fprintf(serialObject,'TRAC:FEED:CONT NECT');\r\n% fprintf(serialObject,'TRIG:COUN 10');\r\n% fprintf(serialObject,':OUTP ON');\r\n%\r\n% fprintf(serialObject,':INIT');\r\n% fprintf(serialObject,':TRACE:DATA?');\r\n\r\n%% Daten abholen\r\ncount = 1; voltage(1)=4\r\ntic;\r\ntime=toc;\r\n% while time&lt;=stoptime\r\nwhile voltage&gt;=1.5\r\n% fprintf(serialObject,':INIT');\r\n% fprintf(serialObject,':TRAC:FEED SENS');\r\n% fprintf(serialObject,':TRAC:DATA?');\r\n%\r\nfprintf(serialObject,':READ?');\r\nvoltage(count) = fscanf(serialObject,'%f');\r\ntime(count) = toc;\r\nset(plotinstanz,'YData',voltage,'XData',time);\r\nset(figureinstanz,'Visible','on');\r\npause(timeInterval);\r\ncount = count +1;\r\nend\r\n\r\nfigure(1);\r\nplot(time,voltage);\r\ngrid on; hold on;\r\nxlabel('Zeit [s]'); ylabel('Batteriespannung [V]')\r\ntitle('Spannungsverlauf Batterie 3V Lithium (2032 mit Modul) im default mode');\r\n\r\n% fprintf(serialObject,':OUTP OFF');\r\n%% Put the instrument in local mode\r\nfprintf(serialObject,'SYSTEM:LOCAL');\r\nfclose(serialObject);\r\n<\/pre>\n
Wie so ein Datalog dann aussieht, ist in der folgenden Grafik dargestellt. Hier ist der Spannungsverlauf einer nahezu entladenen Batterie bis zum Abschalten des Verbrauchers \u00fcber die Zeit aufgezeichnet worden.<\/p>\n
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