Programmation d'instrumentation avec VB.NET
Cet article de la base de connaissances présente la programmation d'un produit d'alimentation programmable Magna-Power à l'aide du langage de programmation VB.NET. VB.NET est un langage polyvalent intégré au Microsoft .NET Framework, reconnu pour sa simplicité et sa facilité d'utilisation dans le développement d'applications Windows. Ses fonctionnalités robustes en font un excellent choix pour créer des programmes permettant de contrôler, effectuer des mesures et même créer des graphiques pour l'instrumentation programmable. De plus, le support étendu de Magna-Power pour les commandes standard pour l'instrumentation programmable (SCPI) signifie que les produits de l'entreprise peuvent être facilement contrôlés en VB.NET avec des commandes simples et intuitives.
Les produits Magna-Power prennent en charge une variété d'interfaces de communication, notamment RS-232, TCP/IP Ethernet, USB, RS-485 et IEEE-488 GPIB. Malgré ces différentes interfaces, les commandes SCPI sont identiques pour une série de produits donnée. Les commandes SCPI sont documentées dans le manuel d'utilisation de la série de produits correspondante. Lors de la création d'un programme VB.NET, la seule différence entre les interfaces réside dans les paramètres de connexion de l'appareil.
Interfaces de communication
Connexion USB, série ou RS-485
Pour les connexions USB, série ou RS-485, VB.NET utilise la classe System.IO.Ports.SerialPort pour créer une connexion série avec l'instrument :
Dim conn As New IO.Ports.SerialPort("COM4", 115200)
conn.Open()
Le débit en bauds série pour les produits xGen est de 115200, tandis que le débit en bauds série pour les produits non-xGen est de 19200. Le nom du port est défini par votre système d'exploitation. Sous Windows, ce port se trouve dans le Gestionnaire de périphériques.
L'envoi et la réception ultérieurs de commandes via la connexion série se feront comme suit :
conn.WriteLine("*IDN?")
Dim response As String = conn.ReadLine()
Console.WriteLine(response)
Connexion TCP/IP Ethernet
Pour les connexions TCP/IP Ethernet, VB.NET utilise la classe System.Net.Sockets.TcpClient :
Dim client As New Net.Sockets.TcpClient("192.168.0.86", 50505)
Dim stream As Net.Sockets.NetworkStream = client.GetStream()
Dim writer As New IO.StreamWriter(stream)
Dim reader As New IO.StreamReader(stream)
writer.AutoFlush = True
L'envoi et la réception ultérieurs de commandes via la connexion TCP/IP Ethernet se feront comme suit :
writer.WriteLine("*IDN?")
Dim response As String = reader.ReadLine()
Console.WriteLine(response)
Connexion IEEE-488 GPIB
Pour les connexions IEEE-488 GPIB, vous pouvez utiliser les bibliothèques fournies par le fabricant de votre matériel GPIB, telles que NI-488.2 de National Instruments ou IO Libraries Suite de Keysight. En VB.NET, vous pouvez utiliser la bibliothèque VISA.NET pour interfacer avec les instruments GPIB.
Exemple utilisant VISA.NET :
Tout d'abord, assurez-vous que la bibliothèque VISA.NET est installée et ajoutez une référence à Ivi.Visa dans votre projet.
Imports Ivi.Visa
Dim rm As IResourceManager = GlobalResourceManager.Instance
Dim session As IMessageBasedSession = CType(rm.Open("GPIB0::12::INSTR"), IMessageBasedSession)
' Subsequent sending and receiving of commands over IEEE-488 GPIB connection:
session.FormattedIO.WriteLine("*IDN?")
Dim response As String = session.FormattedIO.ReadLine()
Console.WriteLine(response)
Exemples détaillés
Les exemples suivants fournissent des programmes VB.NET plus détaillés utilisant une alimentation xGen MagnaDC. La programmation d'une alimentation programmable à courant continu MagnaDC non-xGen en VB.NET sera presque identique, avec des modifications subtiles des commandes SCPI telles que documentées dans le manuel d'utilisation de la série de produits correspondante.
Exemple 1 : Contrôle de base via TCP/IP Ethernet
Cet exemple de base crée une connexion TCP/IP Ethernet, envoie quelques commandes d'initialisation, active la sortie DC, augmente le niveau de courant à 5 A, attend 20 secondes, puis s'arrête.
Imports System.Net.Sockets
Imports System.IO
Imports System.Threading
Module Program
Sub Main()
' Create a TCP/IP client and connect to the instrument
Dim client As New TcpClient("192.168.0.86", 50505)
Dim stream As NetworkStream = client.GetStream()
Dim writer As New StreamWriter(stream)
Dim reader As New StreamReader(stream)
writer.AutoFlush = True
' Send SCPI command requesting the product to identify itself
writer.WriteLine("*IDN?")
' Receive the product's response and display it in the console
Dim response As String = reader.ReadLine()
Console.WriteLine(response)
' Configure the MagnaDC for local control
writer.WriteLine("CONF:SOUR 0")
' Set the DC output current to 0 A before enabling DC output
writer.WriteLine("CURR 0")
' Enable the MagnaDC power supply output
writer.WriteLine("OUTP:START")
' Set the DC output current to 5 A
writer.WriteLine("CURR 5")
' Wait 20 seconds
Thread.Sleep(20000)
' Disable the DC output
writer.WriteLine("OUTP:STOP")
' Close the communication channel to the product
writer.Close()
reader.Close()
client.Close()
End Sub
End Module
Exemple 2 : Connexion série avec consignes de courant
Cet exemple crée une connexion série avec le produit, détermine de quel produit il s'agit, puis envoie une séquence de commandes de courant avec 20 secondes entre chaque niveau de courant. Ce type de programme peut être étendu pour parcourir également des valeurs de tension, de puissance et de résistance.
Imports System.IO.Ports
Imports System.Threading
Module Program
Sub Main()
' Create a serial connection object with default baud rate for MagnaLOADs
Dim conn As New SerialPort("COM4", 115200)
conn.Open()
' Send SCPI command requesting the product to identify itself
conn.WriteLine("*IDN?")
' Receive the product's response and display it in the console
Dim response As String = conn.ReadLine()
Console.WriteLine(response)
' Create an array of current set points
Dim currSetPoints() As Integer = {50, 100, 150, 250}
' Configure the MagnaDC power supply for local control
conn.WriteLine("CONF:SOUR 0")
' Enable the MagnaDC power supply output
conn.WriteLine("OUTP:START")
' Loop through each current set point
For Each currSetpoint In currSetPoints
Console.WriteLine($"Setting Current to {currSetpoint} A")
conn.WriteLine($"CURR {currSetpoint}")
Thread.Sleep(20000) ' Wait 20 seconds
Next
' Disable the MagnaDC power supply output
conn.WriteLine("OUTP:STOP")
' Close the communication channel to the product
conn.Close()
End Sub
End Module
Exemple 3 : Décharge d'une batterie et tracé des données
Dans cet exemple, une alimentation xGen MagnaDC est programmée pour décharger une batterie en utilisant des points de consigne et des durées lus à partir d'un fichier de valeurs séparées par des virgules (.csv), mesurer l'entrée CC à l'aide des commandes de mesure haute précision du produit, puis fournir un tracé des données mesurées en fonction du temps. Ce programme pourrait être étendu pour générer un rapport de test PDF, intégrant les données mesurées, les tracés ainsi que les informations provenant d'autres instruments.
Pour gérer les fichiers CSV et le tracé en VB.NET, vous pouvez utiliser les classes intégrées et l'espace de noms System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting pour la création de graphiques.
Étapes :
- Créez une application Windows Forms.
- Ajoutez un contrôle
Chartà votre formulaire depuis la boîte à outils. - Utilisez le code suivant dans le code-behind de votre formulaire.
Imports System.IO.Ports
Imports System.Threading
Imports System.IO
Imports System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting
Public Class Form1
Private conn As SerialPort
Private outputSamples As New List(Of OutputSample)()
Private Sub Form1_Load(sender As Object, e As EventArgs) Handles MyBase.Load
' Initialize the serial connection with the default baud rate for xGen products
conn = New SerialPort("COM8", 115200)
conn.Open()
' Configure the MagnaDC for local control
conn.WriteLine("CONF:SOUR 0")
' Enable the MagnaDC power supply output
conn.WriteLine("OUTP:START")
' Read the CSV file containing current set points and durations
Dim inputSamples As List(Of InputSample) = ReadCsvFile("example_profile.csv")
' Record the start time
Dim testStartTime As DateTime = DateTime.Now
' Loop through each input sample
For Each sample In inputSamples
' Set the current set point
conn.WriteLine($"CURR {sample.CurrentSetPoint}")
' Calculate the stop time
Dim stopTime As DateTime = DateTime.Now.AddSeconds(sample.Duration)
' Collect measurements until the stop time
While DateTime.Now < stopTime
' Request measurements from the device
conn.WriteLine("MEAS:ALL?")
' Read the response
Dim response As String = conn.ReadLine()
Dim measurements() As String = response.Split(","c)
' Parse and store the measurements
If measurements.Length >= 3 Then
Dim curr As Double = Double.Parse(measurements(0))
Dim volt As Double = Double.Parse(measurements(1))
Dim timeElapsed As Double = (DateTime.Now - testStartTime).TotalSeconds
outputSamples.Add(New OutputSample With {
.Current = curr,
.Voltage = volt,
.Time = timeElapsed
})
End If
Thread.Sleep(500) ' Wait for 0.5 seconds
End While
Next
' Disable the MagnaDC power supply output
conn.WriteLine("OUTP:STOP")
' Close the communication channel to the product
conn.Close()
' Plot the data
PlotData()
End Sub
Private Function ReadCsvFile(filePath As String) As List(Of InputSample)
Dim samples As New List(Of InputSample)()
Using reader As New StreamReader(filePath)
' Skip the header line
reader.ReadLine()
While Not reader.EndOfStream
Dim line As String = reader.ReadLine()
Dim values() As String = line.Split(","c)
If values.Length >= 2 Then
samples.Add(New InputSample With {
.CurrentSetPoint = Double.Parse(values(0)),
.Duration = Double.Parse(values(1))
})
End If
End While
End Using
Return samples
End Function
Private Sub PlotData()
' Configure the chart control
Chart1.Series.Clear()
Chart1.ChartAreas.Clear()
Chart1.ChartAreas.Add(New ChartArea("MainArea"))
' Create series for current and voltage
Dim currentSeries As New Series("Current")
currentSeries.ChartType = SeriesChartType.Line
currentSeries.XValueType = ChartValueType.Double
currentSeries.YValueType = ChartValueType.Double
Dim voltageSeries As New Series("Voltage")
voltageSeries.ChartType = SeriesChartType.Line
voltageSeries.XValueType = ChartValueType.Double
voltageSeries.YValueType = ChartValueType.Double
' Add data points to the series
For Each sample In outputSamples
currentSeries.Points.AddXY(sample.Time, sample.Current)
voltageSeries.Points.AddXY(sample.Time, sample.Voltage)
Next
' Add series to the chart
Chart1.Series.Add(currentSeries)
Chart1.Series.Add(voltageSeries)
' Set chart titles and labels
Chart1.ChartAreas("MainArea").AxisX.Title = "Time (s)"
Chart1.ChartAreas("MainArea").AxisY.Title = "Current (A)"
Chart1.ChartAreas("MainArea").AxisY2.Title = "Voltage (V)"
Chart1.ChartAreas("MainArea").AxisY2.Enabled = AxisEnabled.True
' Associate voltage series with secondary Y-axis
voltageSeries.YAxisType = AxisType.Secondary
End Sub
' Classes to hold input and output samples
Private Class InputSample
Public Property CurrentSetPoint As Double
Public Property Duration As Double
End Class
Private Class OutputSample
Public Property Current As Double
Public Property Voltage As Double
Public Property Time As Double
End Class
End Class
Notes :
- Remplacez
"COM8"par le port série approprié sur votre système. - Assurez-vous que le fichier CSV
example_profile.csvest correctement formaté et situé dans le répertoire de l'application. - Le fichier CSV doit comporter deux colonnes :
CurrentSetPointetDuration, avec une ligne d'en-tête.
Exemple de example_profile.csv :
CurrentSetPoint,Duration
50,10
100,15
150,20
200,25
Conclusion
VB.NET offre un environnement puissant et convivial pour le contrôle des produits d'alimentation programmables Magna-Power. Grâce aux classes intégrées pour la communication série et TCP/IP, ainsi qu'à la prise en charge du GPIB via les bibliothèques des fabricants, VB.NET simplifie le processus d'automatisation des tests, de collecte des données et de visualisation des résultats. En exploitant les commandes SCPI et les fonctionnalités de VB.NET, les utilisateurs peuvent développer des programmes de contrôle sophistiqués adaptés à leurs applications spécifiques.
Pour les jeux de commandes SCPI détaillés et une personnalisation plus poussée, consultez le manuel d'utilisation de la série de produits Magna-Power spécifique que vous utilisez.