XY-Schreiber Endim 622.01

Seit vielen Jahren besitzt der Autor ein Modul M029 für den KC85/4. Dieses Modul ist ein Digital-Analog-Umsetzer. Das Modul wurde seinerzeit zur "Dekoration" angeschafft. Irgendwann einmal wurde dann ein Blick in das Handbuch geworfen. Zur damaligen Zeit war der Autor noch sehr unbedarft, was die Thematik des Anschlusses von Peripheriegeräten an die KC-Module anbelangt. Aber schon damals faszinierten ihn Ausgabegeräte, wie Drucker, Schreibmaschinen und Plotter. Im Handbuch zum M029 wird die Ansteuerung eines XY-Schreibers erklärt und damit erwachte zum einen das richtige Interesse an dem Modul und zum anderen entstand der Wunsch, einen solchen X/Y-Schreiber zu erwerben.
Bekannt sind dem Autor solche Geräte als Einkoordinatenschreiber zur Erfassung der Werte der relativen Luftfeuchtigkeit, wie sie zum Beispiel auch in militärischen Bunkeranlagen zum Einsatz kommen.
Genaugenommen ist auch jeder Plotter ein XY-Schreiber, plottet er doch in einem zweidimensionalen Koordinatensystem. Allerdings zeichnet jeden modernen Plotter aus, daß er eine Sprachsyntax beherrscht. Als Standard für diese Plottersprache hat sich schon sehr lange HPGL (Hewlett Packard Graphics Language) durchgesetzt. Die Befehle dieser Sprache sind sehr einfach und werden über eine entsprechende Schnittstelle an den Plotter gesendet. Der Plotter wandelt dabei Fahranweisungen zu einer bestimmten Koordinate in Spannungen um, damit sich der Schreibwagen zur geforderten Stelle bewegt. Und damit arbeitet er intern genauso wie ein XY-Schreiber.
Soll ein Plot erstellt werden, dann gestaltet sich das in der Regel nicht schwer. Es gibt gute Software, die es ermöglicht, Vektorgrafiken zu erstellen und diese in die HPGL-Syntax umzuwandeln. Dabei zu beachten ist im Prinzip nur die Plotterauflösung.

Ein XY-Schreiber hat eine andere Aufgabe. Er zeichnet in der Regel Werteverläufe und keine Grafiken. Daher auch der Name "Schreiber".
In der Regel verarbeitet ein solches auch Koordinatenschreiber genanntes Gerät Eingangsspannungen und wandelt diese in Bewegungen des Schreibwagens um. Dabei werden für die x- und y-Koordinate unabhängig Spannungen dem XY-Schreiber zugeführt.
Der Endim 622.01 ermöglicht die individuelle Einrichtung eines Koordinatensystems durch die Festlegung des Nullpunktes. In aller Regel wird der Nullpunkt (wie in der Schule gelernt) unten, links liegen. Durch Regelelemente kann eingestellt werden, welche Spannung notwendig ist, um den Schreibwagen einen bestimmten Weg fahren zu lassen. So kann zum Beispiel festgelegt werden, daß 10 mV notwendig sind, um eine Bewegung von einem Zentimeter auszuführen. Demzufolge entsprächen 100 mV zehn Zentimeter. Soll nun der Schreibwagen wieder einen Zentimeter zurückfahren, wird einfach eine Spannung von 90 mV angelegt.
Somit ist bekannt, welche Spannungen angelegt werden müssen, damit eine bestimmte Bewegung ausgeführt wird.
Mit diesen Daten kann nun ein Algorithmus entwickelt werden, um gemessene Werte als Werteverläufe, also als Graphen, durch den XY-Schreiber darstellen zu lassen. Für jeden Anwendungsfall gibt es einen anderen Algorithmus. Letztendlich ist das Ergebnis immer das Gleiche: Für jeden darzustellenden Wert müssen zwei Spannungen berechnet werden.

Wie kommen jedoch die berechneten Spannungswerte zum Koordinatenschreiber?
Dazu wird das Modul M029 (DAU) verwendet. Dieser sogenannte Digital-Analog-Umsetzer wandelt digitale Eingangsinformationen in analoge Ausgangsinformationen (Spannungen) um. Das M029 hat eine Auflösung von 10 Bit und einen möglichen Ausgangsspannungsbereich von +-5 Volt. Damit ist eine Schrittweite von 10 mV möglich. Der Endim 622.01 kann so eingestellt werden, daß eine angelegte Spannung von 100 mV einer Fahrstrecke von einem Zentimeter entspricht. 10 mV entsprechen demnach einem Millimeter. Dies ist eine hinreichend genaue und feine Einteilung und ermöglicht zum Beispiel das Darstellen einer Sinuskurve.
Im Handbuch zum DAU-Modul ist beschrieben, wie die Berechnung der Werte zu erfolgen hat. Die Problematik dabei ist, aufgrund der Verwendung des JKCEMU-Basic-Compilers, die Umwandlung der Gleitkommaarithmetik in Ganzzahlarithmetik. Da es sich aber um spezifische Gleichungen handelt, ist dies leicht möglich und die neuen Gleichungen liefern das gleiche Ergebnis, und werden vom KC sehr schnell abgearbeitet.

Um den Koordinatenschreiber einer sinnvollen Anwendung zuzuführen lag es nahe, ihn die gemessenen Werte der I²C-Geräte schreiben zu lassen. Daher wurde das I²C-Steuerprogramm in einer Variante weiterentwickelt, welche den Endim integriert.

Um die Leistungsfähigkeit des Endim 622.01 zu demonstrieren, wurde eigens ein Demonstrationsprogramm entwickelt. Damit wird das Schreiben einer Sinuskurve umgesetzt. Um das Ganze etwas "aufzulockern", erhält der Koordinatenschreiber seine Spannungswerte letztendlich von einer MS-Excel-Anwendung, welche auf einem PC läuft.
Die Berechnung der Sinuskurve wäre mit einem Basic-Programm des JKCEMU-Compilers nicht möglich. Für MS-Excel ist dies natürlich ein Standardanwendungsfall. Der PC und der KC sind über die serielle Schnittstelle RS232 verbunden. Visual-Basic für Anwendungen (VBA) erlaubt den direkten Zugriff auf die serielle Schnittstelle. Auf dem KC läuft ein Programm, welches Spannungswerte vom PC erwartet. Es "horcht" dazu auf dem zweiten Kanal eines M003. Auf dem PC läuft das VBA-Programm. Dieses berechnet zunächst die Sinuskurve und daraus die entsprechenden Spannungswerte für den Endim. Diese Werte werden an das M003 übertragen und vom KC-Programm weiterverarbeitet, welches an das M029 die notwendigen Registerangaben zum Schreiben der Kurve übermittelt.
Während des Programmablaufs wird parallel auf dem PC, dem KC und dem Endim 622.01 die Sinuskurve gezeichnet bzw. geschrieben.

Für den Autor war die Entwicklung dieser kleinen Demonstration ein beeindruckendes Erlebnis, hatte er doch vor einigen Wochen nie im Traum daran gedacht, daß ein Produkt aus der DDR auf "Befehle" einer Software aus den USA "hört".
Sehen Sie hier den Endim in Aktion.

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