Elektronik-Projekt: Temperatur-Feuchtigkeits-Modul (Version 2)

0. Vorwort 1. Grundlegendes zum Feuchtesensor vom Typ SHT1x 2. Grundlagen zur Behaglichkeit 3. Schaltungsbeschreibung 4. Softwarebeschreibung 5. Nachbauanleitung 6. Datenübertragung mit der RS232-Schnittstelle 6.1. Prüfen der seriellen Kommunikation mit dem Programm HyperTerminal 6.2. Protokoll und Kommandos zur Datenübertragung 7. Stückliste 8. Programmieren mit ICSP 9. Download 10. Quellen/Literatur   Feuchtemodul2.pdf (2361 kB)

6. Datenübertragung mit der RS232-Schnittstelle

Das hier vorgestellte Temperatur- und Feuchtigkeits-Messgerät verfügt über eine RS232-Schnittstelle zur Kommunikation und Datenübertragung mit einem handelsüblichen PC. Dieser Abschnitt beschreibt die notwendigen Schritte für eine erfolgreiche Kommunikation zwischen PC und Messgerät.

6.1. Prüfen der seriellen Kommunikation mit dem Programm HyperTerminal

Für die Kommunikation zwischen einem PC und dem Messgerät ist eine freie serielle Schnittstelle notwendig. Da bei moderneren PCs keine serielle Schnittstelle mehr vorhanden ist, kann entweder eine Einsteckkarte oder ein USB-RS232-Wandler verwendet werden. Wichtig ist, dass diese Komponente erfolgreich installiert ist und die Information, welche Nummer dieser serielle Port besitzt. Diese Information lässt sich aber sehr einfach im Geräte-Manager finden. Bei Windows XP wird der Gerätemanager wie folgt aufgerufen: Taste Start in der Taskleiste --> Systemsteuerung--> System --> Hardware --> Gerätemanager. Die Abbildung 6.1 zeigt, dass hier ein USB-RS232-Wandler verwendet wurde, und dass dieser serielle Port mit COM4 angesprochen werden muss!

Für die Überprüfung der seriellen Schnittstelle wird das PC-Programm "HyperTerminal" verwendet. Dieses Programm sollte bei jedem modernen Windows-PC installiert sein und wird bei Windows XP wie folgt aufgerufen: Taste Start in der Taskleiste --> Alle Programme --> Zubehör --> Kommunikation --> HyperTerminal.

Nach dem Start von HyperTerminal müssen Sie zuerst eine neue Verbindung einrichten. Dazu Datei --> Neu anklicken. Es öffnet sich folgendes Fenster:

Einen Namen für diese neue Verbindung eingeben. Z. B. PIC_RS232 (Abbildung 6.2). Optional kann ein Symbol ausgewählt werden.

Taste OK

Den seriellen Port auswählen. Da ich ein USB-RS232-Kabel verwende, muss ich hier COM4 - gemäß Abbildung 6.1 - auswählen.

Taste OK

Den ausgewählten COM-Port (bei mir COM4) nach Abbildung 6.4 konfigurieren.

Die Abbildung 6.5 zeigt die weiteren Einstellungen.

Wenn alles richtig eingestellt und angeschlossen ist, so kann mit dem Kommando '*' und '?' ermittelt werden, welche Hardware (oder welches Gerät) an den PC angeschlossen ist und mit '*' und 'V' die Version abgefragt werden. Siehe Abbildung 6.6. Wichtig ist natürlich, dass der Mikrocontroller mit der richtigen Software programmiert ist, und dass das Messgerät mit Spannung versorgt ist.

6.2. Protokoll und Kommandos zur Datenübertragung

Die Datenübertragung beginnt bei diesem Projekt immer mit dem so genannten Asterisk ('*', im Volksmund auch "Sternchen" genannt), gefolgt von einer Kennung welche Daten oder Kommandos gesendet oder empfangen werden. Antweder werden die Nutzdaten (jeweils 1 Byte) an den Mikrocontroller (µC) gesendet oder der Mikrocontroller sendet die geforderten Daten an das aufrufende System (hier der PC).

Die Abbildung 6.7 zeigt die möglichen Datentelegramme, wobei die Datenrichtungen farblich hinterlegt sind (hellblau: Datenrichtung vom PC zum Mikrocontroller (µC), rot: Datenrichtung vom Mikrocontroller (µC) zum PC).

• Datenlogging starten:
  Dies wird mit '*' und dem Buchstaben 'S' eingeleitet. Der Mikrocontroller bestätigt dieses Kommando ebenfalls mit dem Buchstaben 'S'.
• Datenlogging stoppen:
  Dies wird mit '*' und dem Buchstaben 'R' eingeleitet. Der Mikrocontroller bestätigt dieses Kommando ebenfalls mit dem Buchstaben 'R'.
• Nutzdaten senden:
  Die Nutzdaten werden ca. alle 10 Sekunden vom Mikrocontroller gesendet. Eingeleitet werden die Nutzdaten mit '*' und dem Buchstaben 'D'. Es folgt ein 'T' (für Temperatur) und in den nächsten beiden Bytes ist die Temperatur in Binärform enthalten. Nun erfolgt die Übermittlung der Temperatur in ASCII-Form, beginnend mit dem Vorzeichen, Zehnerstelle, Einerstelle, Dezimalpunkt, Zehntelstelle und abschließend ein 'C' für die Einheit. Nun erfolgt die Übertragung der Feuchtigkeit nach dem gleichen Schema wie für die Temperatur. Zuerst der Buchstabe 'F' (für Feuchtigkeit), dann die Feuchtigkeit in Binärform (1 Byte ist dafür ausreichend) und in ASCII-Form, beginnend mit der Hunderterstelle, Zehnerstelle, Einerstelle und dem '%' für die Einheit. Zum Schluss wird noch der Behaglichkeitswert übertragen. Eingeleitet mit dem Buchstaben 'B', dem Behaglichkeitswert in Binärform (1 Byte) und in ASCII-Form.
• Identifikation und Versionsnummer vom Mikrocontroller lesen:
  Als praktisch erweist sich eine Möglichkeit herauszufinden, welches Programm und welche Programmversion sich in einem Mikrocontroller befindet. Mit '*' und '?' gibt der Mikrocontroller einen Textstring zurück, der auf das geladene Programm schließen lässt (Identifikation). Die Programmversion kann mit '*' und dem Buchstaben 'V' abgefragt werden.

Abbildung 6.8 zeigt wie die Messdaten übertragen werden. In diesem Bild beträgt die Temperatur 21.4 Grad und die Luftfeuchtigkeit 35%.

Autor: Stefan Buchgeher
Erstellt: 23. Februar 2011
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