使用 VB 透過 SCPI 控制儀器設備

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因要讀取電表的資料，所以接觸了SCPI這個語言，這次又要讀取示波器的波形資料，所以乾脆整理了一下使用的命令，方便於日後查詢

SCPI （Standard Command for Programmable Instrumentation）可程式化儀器標準語言，是透過ASCII語法來與儀器做溝通

簡單的命令範例如下

MEASure:VOLTage:DC?;:MEASure:CURRent:AC?

當然首先要先安裝電腦端的驅動程式，因為電表是使用Keysight的，所以就上Keysight網站找驅動程式了，下載網址

網站中有三套軟體，IO Libraries Suite是最主要的驅動，會安裝VisaComLib這個Library，主要是透過這個Library跟儀器做溝通的，所以至少要安裝這套軟體

在VB6中，要使用VisaComLib時，需要先引用它，所以要到 [專案] --> [設定引用項目] 中，選取 [VISA-COM 5.12 Type Library] 後才能開始寫應用程式

在VB6中宣告如下

 '--- General define ---
Private Declare Sub Sleep Lib "kernel32" (ByVal dwMilliseconds As Long) 'declare to use "sleep"
Dim ioMgr As VisaComLib.ResourceManager
Dim instrument As VisaComLib.FormattedIO488

'--- function define ---
Dim ioMgr As VisaComLib.ResourceManagerDim instrument As VisaComLib.FormattedIO488
Dim sndBuffer As String
Dim rcvBuffer As String
Set ioMgr = New VisaComLib.ResourceManager
Set instrument = New VisaComLib.FormattedIO488
Set instrument.IO = ioMgr.Open("USB0::10893::4865::MY59022278::0::INSTR")
instrument.SetBufferSize IO_IN_AND_OUT_BUFS, 64

*IDN?是所有儀器通用的命令，透過這個指令來查詢儀器的 ID。儀器通常會回傳製造商名稱、儀器型號，以及製造商提供的韌體版本英數字元

instrument.WriteString "*IDN?"
Debug.Print instrument.ReadString

讀取電壓與電流的程式如下

'--------------------------
' Volt
'--------------------------
    status = commSend(instrument, "SENSe:VOLTage:DC:NULL:VALue:AUTO 1")
    status = commSend(instrument, "CONFigure:VOLTage:DC 10,0.001")        ' mV resolution
    status = commSend(instrument, "SAMPle:COUNt 1")
    status = commSend(instrument, "*WAI")
    rcvBuffer = commQuery(instrument, "READ?")
    
'--------------------------
' Current
'--------------------------
    status = commSend(instrument, "SENSe:CURRent:DC:NULL:VALue:AUTO 1")
    status = commSend(instrument, "CONFigure:CURRent:DC 1E-6")        
    status = commSend(instrument, "CURRent:DC:RES 1E-6")                        ' uA resolution
    status = commSend(instrument, "SAMPle:COUNt 1")
    status = commSend(instrument, "*WAI")
    rcvBuffer = commQuery(instrument, "READ?")

電表是使用USB連接，後來要控制R&S示波器，就想改用TCP/IP的方式試試，也是OK的喔，下面列出幾個範例，讀取波形電壓平均值、上升時間及波形的各點電壓資料

'==================================
' R&S RTM3004 波形平均值
'==================================
    instrument.WriteString "TRIGger:A:EDGE:SLOpe NEGative"
    instrument.WriteString "MEASurement1:SOURce CH2"
    instrument.WriteString "MEASurement1:MAIN MEAN"
    instrument.WriteString "MEASurement1:RESult? MEAN"
'==================================
'Measure rise time 
'==================================
    instrument.WriteString "TRIGger:A:EDGE:SLOpe NEGative"
    instrument.WriteString "MEASurement1:SOURce CH2"
    instrument.WriteString "REFLevel:RELative:MODE TEN"		' 10% - 90%
    instrument.WriteString "MEASurement1:MAIN RTIMe"
    instrument.WriteString "MEASurement1:RESult?"  
'==================================
' Wave RAW data
'==================================  
    instrument.WriteString "TRIGger:A:MODE NORMal"           ' Normal trigger
    instrument.WriteString "TRIGger:A:EDGE:SLOpe NEGative"      ' Negative edge
    
    instrument.WriteString "FORM ASC"							  ' output format ASCii
    instrument.WriteString "FORM:BORD LSBF"
    instrument.WriteString "CHAN1:DATA:POIN DEF"
    
    instrument.WriteString "SINGle"                     ' Single trigger
    
    instrument.WriteString "CHANnel1:DATA:HEAD?"
    Debug.Print instrument.ReadString
    
    instrument.WriteString "CHANnel1:DATA?"
    Debug.Print instrument.ReadString

下面是UART、USB與TCP/IP的宣告方式

'=========
 'UART
 '=========
    Set instrument.IO = ioMgr.Open("ASRL6::INSTR")  ' COM6
    
    Dim serInfc As VisaComLib.ISerial
    Set serInfc = instrument.IO
    serInfc.BaudRate = 9600                         ' 9600bps baud rate
    serInfc.FlowControl = ASRL_FLOW_NONE
    serInfc.Timeout = 10000
    instrument.IO.SendEndEnabled = True
    instrument.IO.TerminationCharacter = 10          ' could be 10 (line feed) or 13 (carriage return)
    instrument.IO.TerminationCharacterEnabled = True
    instrument.IO.Timeout = 10000
    
 '=========
 'USB
 '=========
    Set instrument.IO = ioMgr.Open("USB0::0x0AAD::0x01D6::104068::INSTR")
    instrument.SetBufferSize IO_IN_AND_OUT_BUFS, 64
    Set serInfc = instrument.IO
    
 '=========
 'TCP/IP
 '=========
    
    Set instrument.IO = ioMgr.Open("tcpip0::192.168.0.13::instr")        ' ip addr 192.168.0.13
    instrument.SetBufferSize IO_IN_AND_OUT_BUFS, 64
    Set serInfc = instrument.IO

下面是用Arduino與ADS1015做的4通道電表，解析度至小數第二位，使用VBA透過UART讀取電表至Excel表格中
Arduin 用的SCPI Library 有蠻多個 (Vrekrer_scpi_parser) (Open Instrument Control)，下面範例是使用OIC的Library完成的

智能插座改造

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最近看到一個智能插座，因為沒有App的支援，所以老闆就便宜賣，價格超便宜，就買了幾個回來準備拆開研究看看，拆開後如下

底部插座跟Relay部分可以延用，上面有一片小板，是藍芽控制板，既然沒有App支援，就乾脆改裝WiFi版的智能插座吧

從抽屜中拿出ESP8266模組，研究一下藍芽小板的走線後，便把藍芽模組拆掉

因為頂部空間有限，要焊接ESP8266上去似乎不太夠，便用漆包線延長，固定在側邊

最後再裝回原來的樣子，WiFi版的智能插座硬體部分就完成了

ESP8266的韌體一樣使用Arduino做開發，使用 IotWebConf 及 arduino-mqtt 的Library，

並以 IotWebConf07MqttRelay 範例進行修改

韌體/硬體完成後，就可以用手機進行設定了，如下是連線後跳出的畫面，按下configure page就可以進行設定

Thing name 可以修改成自己想要的名稱，之後設定 MQTT 時會需要這個名稱

AP password 就是登入這個裝置的WiFi密碼

WiFi SSID 要讓裝置連線的 AP SSID名稱

WiFi password 要讓裝置連線的 AP SSID 密碼  

MQTT server 讓裝置可登入的MQTT sever，因我自己是在 NAS 上增加MQTT的服務，所以這邊是填家中的NAS IP address

接著是新增加的功能，本來的範例除了可以遠端控制外，我還想讓裝置有定時的功能，所以多增加五組的開關機時間

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都設定完成後，準備進行測試

安裝 Chrome MQTT延伸擴充功能進行測試，如下為 MQTTLens 套件

一樣將MQTT server設定好，訂閱的路徑設定好，應該就可以對裝置進行操作了

如下圖

Subscribe : /devices/testThing/status 

Publish : /devices/testThing/action

其中的 testThing 就是前面透過手機所設定的 Thing name 名稱

在 Message 填入ON或OFF即可進行測試

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以上都在電腦端測試完成後，手機App呢? 

參考另一篇文章，App的設定

https://mattlinotes.blogspot.com/2020/10/app.html

下一步，準備把溫度與濕度 sensor 也一併整合進這個智能插座中，掌握當下的房間狀況，決定要不要遠端啟動受控裝置了