AMEX Color - programovací prostředek pro ovládání měřidel z listu MS Excel II

Rok / Year: 2012

Svazek / Volume: 14

Číslo / Issue: 6

AMEX Color - programovací prostředek pro ovládání měřidel z listu MS Excel II. AMEX Color - programming tool for controlling gauges of sheet MS Excel II. Miroslav Talpa [email protected] Univerzita obrany, Fakulta vojenských technologií, Katedra elektrotechniky

Abstrakt: Článek popisuje původní programovací prostředek AMEX Color, který umožňuje uživateli v krátkém čase a s minimem programátorské práce sestavit aplikaci pro ovládání měřidel přímo z listu MS Excel. Jedná se o podstatně inovovaný, dříve publikovaný doplněk MS Excelu AMEX, u kterého jsou nahrazeny řídicí značky jazyka T barevnými schématy tabulek, čímž je minimálně narušen vzhled listu sešitu MS Excel. Uvedený mechanismus barevných schémat může být využit i pro spouštění běžných maker jazyka VBA.

Abstract: The article describes the initial programming tool AMEX Color, which allows the user in a short time with a minimum of programming work to compile the application to control gauges directly from MS Excel sheet. It is substantially innovative, previously published MS Excel add-on AMEX, in which are replaced control language tags T color schematics tables, which is minimally affected by the appearance of leaf MS Excel workbook. The mechanism of color schemes can also be used to run normal VBA macros.

2012/68 – 20. 12. 2012

AMEX Color - programovací prostředek pro ovládání měřidel z listu MS Excel II. Miroslav Talpa Univerzita obrany, Fakulta vojenských technologií, Katedra elektrotechniky, Kounicova 65, 662 10 Brno Email: [email protected]

Abstrakt – Článek popisuje původní programovací prostředek AMEX Color, který umožňuje uživateli v krátkém čase a s minimem programátorské práce sestavit aplikaci pro ovládání měřidel přímo z listu MS Excel. Jedná se o podstatně inovovaný, dříve publikovaný doplněk MS Excelu AMEX, u kterého jsou nahrazeny řídicí značky jazyka T barevnými schématy tabulek, čímž je minimálně narušen vzhled listu sešitu MS Excel. Uvedený mechanismus barevných schémat může být využit i pro spouštění běžných maker jazyka VBA.

nent ActiveX . Je možný i opačný postup, a to ten, že AMEX řídí virtuální přístroje sestavené například v prostředí LabVIEW koperujícím s prostředím MATLAB. Cenný je fakt, že data z experimentů jsou centralizována v jednom přenositelném flexibilním dokumentu a nekončí pouze ve formě souborů „rozprostřených“ po discích uživatelů. Další výhodou takto uložených dat je skutečnost, že jsou ukládána i s měřicím algoritmem a odkazem na použitá měřidla, a tak mohou být kdykoliv znovu přeměřena.

1 Úvod Programovací prostředek AMEX byl podrobně popsán v [1]. Jeho vznik byl vyvolán potřebou flexibilního programovacího prostředku pro velmi rychlé vytváření a variovaní měřicích úloh laboratorního charakteru. Zejména jde o zadávání vstupních datových řad s neekvidistantním rostoucím či klesajícím krokem, přeměřování částí velkých tabulek, rychlé zaintegrování systémových měřidel s libovolnou sběrnicí včetně připojení nesystémových přístrojů během experimentu a hlavně o využití platformy dokumentu MS Excelu. AMEXu předcházel v „šedém dávnověku automatizovaných měření“ experimentální prostředek EDIMS (editační IMS-2) implementovaný v jazyce Basic inteligentního terminálu M3T320 z Metry Blansko. Teprve masivní rozšíření výpočetních prostředků třídy PC a flexibilní platformy dokumentu MS Excelu dalo na základě dlouholetých zkušeností pracoviště autora s automatizovaným měřením vzniku prostředku AMEX. Jde o experimentální prostředek aplikující poznatky z oblasti automatizovaných měření tzv. operativního charakteru. Tedy měření, kdy je zvažována mimo jiné i časová náročnost sestavení měřicí aplikace a rozhoduje se mezi automatizovaným nebo neautomatizovaným měřením. Zejména když je měřený objekt nutno stimulovat signálem v širokém rozsahu hodnot a není možné z časového hlediska měřit metodou s jemným ekvidistantním krokem. Pro automatizované řízení chodu měření využívá AMEX systém řídicích značek a záhlaví, kterými je doplněna klasická tabulka pro manuální měření. Příklad takové tabulky pro měření převodní charakteristiky převodníku U/f je uveden na obrázku 1. Zde je vhodné poznamenat, že systém řídicích značek jazyka „T“ včetně samotných dat mohou využívat i jiné používané programovací prostředky se schopností komunikovat s dokumentem prostřednictvím mechanismu kompo-

Obrázek 1: Tabulka aplikace AMEXu. Fyzická podoba měřicího pracoviště je uvedena na obrázku 2. Následně je krátce popsán základní princip AMEXu tak, aby byly zřejmá nová podoba AMEXu Color, jejíž popis je hlavní náplní článku. Převodník U/f ve formě výukového přípravku vyžaduje pro svou činnost napájecí napětí, které je parametrem měření a je odebíráno ze sekce +25V napájecího zdroje Agilent E3631a. Vstupní napětí převodníku je nastavováno na sekci + 6V téhož zdroje. Kmitočet výstupního obdélníkového signálu převodníku je měřen multimetrem Agilent 34431a přepnutým do režimu měření kmitočtu. Demonstračním úkolem je změřit závislost kmitočtu f výstupního napětí na vstupním napětí U v rozsahu 0.1V až 1.2V při konstantním napájecím napětí Un=12V a dále vypočítat převodní koeficient p.

68 – 1

VOL.14, NO.6, DECEMBER 2012

2012/68 – 20. 12. 2012

Obrázek 4: Detail řídicího záhlaví sloupce pro nastavování vstupního napětí U.

Obrázek 5: Detail řídicího záhlaví sloupce pro měření kmitočtu.

Obrázek 2: Pracoviště pro měření převodníku U/f. Tabulka je nejprve doplněna řídicími značkami řádků , znak „M“, buňky A8:A19, a řídicími značkami sloupců, buňky B6:E6, a ukončovacími znaky „*”, buňka A20 a G6. Význam znaků „M“ je takový, že v jejich průsečíku se nachází tzv. aktivní buňka, která bude zpracována interpretem jazyka T. Jejich odstraněním tedy můžeme ovlivňovat třeba počet hodnot při následném novém měření. Podstatnější doplnění tabulky představují řídicí záhlaví sloupců. Jejich obsah je na obrázku 3-5. Řídicí záhlaví se skládají z příkazu jazyka T a parametru příkazu. Externí příkazy začínají znakem „&“ a volají procedury kooperujících doplňků v jazyce VBA , které zprostředkovávají vazbu na stykové systémy měřidel. V příkladu je použit stykový systém GPIB. Zdroj má primární adresu 17 a multimetr 22. Podrobná syntaxe a sémantika záhlaví je uvedena v [1]. Řídicí záhlaví v buňce D4 zajišťuje tzv. technologické zpoždění nutné pro ustálení hodnoty kmitočtu výstupního napětí převodníku U/f. Spuštění aplikace spočívá v označení, aktivování, tzv. startovní buňky B7, s následným startem interpretace typu Tabxy z nabídky „nástroje“ doplňku AMEX. Po startu začne interpret jazyka T tabulku prohledávat ve směru sloupců a řádků, když narazí na průsečík řídicích značek sloupců a řádků „M“ vykoná příkaz příslušející danému záhlaví sloupce, např. nastavení napětí, čekání, odměření hodnoty a její uložení do buňky a pod., pak postupuje dál až dojde na konec tabulky daný průsečíkem koncových značek „*“.

Obrázek 3: Detail řídicího záhlaví sloupce pro nastavování napájecího napětí Un.

Podrobnější popis demonstračního příkladu použití doplňku AMEX je uveden v [2]. Z příkladu je patrné, že tabulka obsahuje spoustu doplňkových údajů, které mohou být někdy pro koncového uživatele naměřených dat nevhodné a jsou také zdrojem chyb při zápisu, zejména opomenutí znaků “*”. Tato skutečnost dala vzniknout nové strategii řízení chodu automatizovaného měření z listu MS Excelu prostřednictvím barevných schémat tabulek, která se promítla do doplňku AMEX Color.

2 Barevná schémata doplňku AMEX Color Stěžejní princip barevných schémat tabulek bude vysvětlen pro srovnání opět na demonstrační úloze měření převodníku U/f z úvodu článku, kde byl v kostce vysvětlen princip doplňku AMEX. Podoba tabulky pro interpretaci doplňkem AMEX Color je uvedena na obrázku 6. Tabulka pro interpretaci, dále jen tabulka, je obdélníková nebo čtvercová množina buněk u kterých není nastavena barva pozadí na „průhlednou“ nebo „automatickou“ a jejíž obvod je tvořen buňkami s barvou „průhlednou“, ne bílou. Řádek aktivních řídicích záhlaví má smluvenou barvu modrou, aktivní buňky dat smluvenou barvu zelenou. Aktivních buňek si „všímá“ interpret obsažený v doplňku AmexC.xla a vykonává příkazy určené odkazem v řídicím záhlaví. Odkaz směřuje na zvláštní list „Přístroje“ viz. obrázek 7 se seznamem příkazů, vlastně vzdálených řídicích záhlaví doplňku AMEX v horizontální podobě. Dá se říci, že AMEX Color je nádstavbou prostředku AMEX. Liší se jen zvolenou strategií prohledávání tabulky. U AMEXu to byla strategie Tabxy závislá na řídicích značkách u AMEXu Color je to strategie CTabxy závislá na barvě buněk. Zde je nutné poznamenat, že existují i jiné strategie prohledávání tabulek, které jsou uvedeny v [1] a mají svůj „barevný“ ekvivalent. Zvolená strategie CTabxy má startovní buňku B8.

68 – 2

VOL.14, NO.6, DECEMBER 2012

2012/68 – 20. 12. 2012

Obrázek 6: Tabulka aplikace AMEXu Color.

Obrázek 8: Tabulka AMEXu Color s blokovaným řádkem.

Provázání záhlaví tabulky z listu „U-f“ se seznamem příkazů na listu „Přístroje“ se děje pomocí vzorců. Buňka B7 obsahuje odkaz na zdroj napětí Un[V] formou výrazu =Přístroje!C8 , buňka C7 odkaz na zdroj napětí U =Přístroje!C9 a buňka C8 odkaz na multimetr ve funkci měřidla f =Přístroje!C6.

3 Stěžejní programový kód ve VBA Jak již bylo uvedeno, doplňek AMEXColor je napsán v jazyce VBA balíku MS Office. Jádrová aplikace, týkající se výkonu jednotlivých příkazů je převzata z doplňku AMEX a je doplněna nádstavbou, která řídí chod sestavené aplikace dle pravidel barevného schématu uživatelem sestavené tabulky. Vlastní kód prohledávání tabulky zde nebude uveden. Může totiž existovat nepřeberné množství pravidel a strategií prohledávání sestavené tabulky. V předchozím byla popsána strategie CTabxy, která je nejpoužívanější a může být vodítkem pro vytváření vlastních doplňků ve VBA, které mohou být určeny pro jinou oblast než jsou automatizovaná měření. Popsány však budou dva okruhy příkazů jazyka VBA, jenž jsou principiálně zásadní pro chod popisovaného prostředku AMEXColor. 3.1 Provázání listů odkazem

Obrázek 7: List „Přístroje“ se seznamem příkazů. Šedě podbarvená buňka E7 nese pouze informační text „p [Hz/V]“ a interpret ji vzhledem k tomu, že nenese smluvenou barvu ignoruje, tak jako celý sloupec E8:E19. Sloupec obsahuje standardní vzorec pro výpočet podílu hodnot sloupců D8:D19 a C8:C19. V listu „U-f“ chybí oproti listu z obrázku 1 sloupec D8:D19 technologického zpoždění. Zpoždění po výkonu příkazu lze zaznamenat do buňky předcházející řídicí záhlaví v listu „Přístroje“ ( buňky D8 a D9). Zvětšuje se tak přehlednost tabulky. Tabulka je také doplněna spouštěcím tlačítkem makra „CTabxy“ doplňku AMEX Color. Na obrázku 8 je šedým podbarvením, tedy nesmluvenou barvou, ukázáno blokování výkonu celého řádku.

Mechanismus provázání bude ukázán na příkladu volání akce nastavení napájecího napětí Un[V] měřeného převodníku U-f z tabulky na obrázku 6. Předpokládejme, že buňka B8 je aktivní, pak kód z obrázku 9 uloží do proměnné “odkaz” hodnotu:” Přístroje!C8”, což je odkaz na vzdálené záhlaví z listu “Přístroje” uvedeného na obrázku 7. Kód také naplní proměnné AMX_delay až AMX_Control obsahem buněk D8:G8. Uvedené proměnné a obsah aktivní buňky B8 jsou pak vstupními parametry volané procedury ve VBA doplňku AMEX, jenž je, jak bylo popsáno výše, jádrem doplňku AMEX Color, nebo mohou být parametry akcí vlastního doplňku programovaného ve VBA. Obsah buňek nalevo od vzdáleného odkazu může být libovolný.

68 – 3

VOL.14, NO.6, DECEMBER 2012

2012/68 – 20. 12. 2012

4 Závěr

Obrázek 9: Výpis kódu VBA pro extrakci vzdáleného záhlaví. 3.2 Práce s barvou pozadí buňky Příkazy jazyka VBA implementovaného do MS Excel rozeznávají dle [3] a [4] dva způsoby vyjádření barvy. První způsob je ukázán na obrázku 10. Barva pozadí aktivní buňky má číslo z intervalu 0-56, což je pořadové číslo z palety barev. Barva buňky s „automatickou“ barvou má hodnotu -4105 a -4142 pokud je pozadí buňky „průhledné“. Průhlednost je důležitá konstanta, neb je známkou prostoru kolem tabulky.

V článku je popsána metoda využití barvy pozadí buněk listu MS Excel pro řízení chodu automatizovaného měřicího pracoviště. Na příkladu měření převodní charakteristiky převodníku U/f jsou demonstrovány přednosti zvoleného řešení oproti stávajícímu použití dříve publikovaného doplňku AMEX. Dále jsou popsány stěžejní principy nově vzniklého experimentálního doplňku AMEX Color, jako varianty prostředku AMEX, umožňující vytvářet aplikace řízené barevným schématem buněk MS Excel. Článek dále postihuje základní práci s barvami v prostředí jazyka VBA, včetně jistých omezení při použití podmíněného formátování. Přestože existuje celá řada výkonných programovacích prostředí, popsaná metoda barevných schémat tabulek umožňuje sestavovat velmi rychle měřicí aplikace operativního charakteru v oblasti výzkumu, vývoje, výuky a zkušebnictví. Popsaný programovací prostředek je ve vývojové podobě k dispozici u autora článku, viz kontakt v záhlaví.

Poděkování Článek vznikl v rámci řešení „Projektu pro rozvoj organizace“ na Univerzitě obrany v Brně.

Literatura Obrázek 10: Výpis kódu VBA pro zjištění barvy blízkého záhlaví z palety barev. V uvedeném příkladu má modrá barva hodnotu 33 a zelená hodnotu 4. Použití čísla barvy z palety barev má jednu nevýhodu. Pokud uživatel zvolí blízký odstín smluvené barvě v domnění, že jde o nesmluvenou barvu, mechanismus správy barev ji může přidělit číslo smluvené barvy. Druhý způsob vyjádření umožňuje využívat všech 16,7 mil barev a je uveden na obrázku 11. Tento způsob precizního

[1] TALPA, Miroslav. AMEX - programovací prostředek pro ovládání měřidel z listu MS Excel. Elektrorevue, časopis v elektronické podobě, www.elektrorevue.cz, 2007, sv. 1, č. 15. ISSN 1213-1539. [2] TALPA, Miroslav. AMEX-programovací prostředek pro automatizovaná měření v experimentální praxi. Slaboproudý obzor. (Electronic Horizon.), 2007, sv. 64, č. 3-4, s. 1-4. ISSN 0037-668X. [3] Color Functions In EXCEL. [online], [cit. 2012-04-05], dostupné z:. [4] WALKENBACH,John. Microsoft OfficeExcel 2007 Pro gramování ve VBA. Computer Press, Praha, 2008, ISBN 978-80-251-2011-8.

Obrázek 11: Výpis kódu VBA pro zjištění obecné barvy blízkého záhlaví . vyjádření barvy má však oproti prvnímu způsobu úskalí v tom, že sebemenší odchylka odstínu vede k nesprávné interpretaci. Proto lze doporučit pro vlastní tvorbu spíš použití indexované barvy s malým vzorníčkem na listu. Závěrem popisu práce s barvou pozadí buňky je nutné uvést jednu příjemnou i nepříjemnou skutečnost. Týká se barvy buňky jako výsledku podmíněného formátování. Mechanismus podmíněného formátování je zcela oddělen od ručního zadávání barev. Chod doplňku AMEX Color tak není nikterak ovlivněn podmíněným formátováním. Nepříjemné je však to, že nelze jednoduše zjišťovat barvu buňky vzniklou podmíněným formátováním, třeba pro větvení programu. Způsob uvedený v [3] je velmi komplikovaný.

68 – 4

VOL.14, NO.6, DECEMBER 2012