Protokolldrucker für die Mess- und Automatisierungstechnik
In der Mess- und Automatisierungstechnik hat man scheinbar vergessen, dass es auch kleinere Drucker gibt als solche mit DIN A4 Format...
| veröffentlicht in: Elektronik Informationen, AT Fachverlag,Nr. 10 - 2004 | |
| Geräte in der Mess- und Automatisierungstechnik erwarten heute in der Regel einen DIN A4 Drucker als Druckausgabemedium. Dabei ist der Drucker oft um ein vielfaches größer als das Daten erzeugende System selbst. Die neue Grafik Firmware der GeBE Druckerfamilie System 78 lässt nun auch in diesen Bereichen den Einsatz von Protokolldruckern mit einer Papierbreiten zwischen 58 und 114 mm zu und eröffnet damit dem Anwender neue Systemgestaltungsmöglichkeiten im beliebten Trend zur Miniaturisierung. | |
| Der HP Inkjet als Standard Ausgabegerät: | |
| In der Mess- und Automatisierungstechnik hat man scheinbar vergessen, dass es auch kleinere Drucker gibt als solche mit DIN A4 Format. Wohin man auch blickt, bei Automaten, Steuerungen, Oszilloskopen und Datenloggern wird von der Systemsoftware oft ausschließlich ein A4 Drucker, meist ein HP Inkjet, unterstützt. Dabei bieten Protokolldrucker eine Reihe von Vorteilen. Ein Messprotokoll ist nicht auf A4 Länge begrenzt. Durch die einfache Einbaumöglichkeit bildet der Drucker mit dem System eine Einheit und ist besser geschützt. Zudem erspart man sich im Einsatz hohe Service- und Support Kosten z.B. durch Kompatibilitätsprobleme. Und ein mobiler Drucker ist gerade für mobile Messsysteme interessant. Moderne Steuerungen arbeiten immer mehr mit standardisierten grafischen Betriebssystemen wie z.B. Windows CE.NET. Aber selbst Windows CE.NET beschränkt die Auswahl an Druckern auf einen HP Inkjet (!) und einen HP Laserjet. | |
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| Bild 1 zeigt die 0,625:1 und 0,375:1 verkleinerten Ausdrucke eines Oszilloskops auf einem 112 mm breiten GPT-6224 und einem 58 mm breiten GPT-4352 über den HP Inkjet Treiber des Messgerätes. | |
| Was macht diesen Druckertyp neben dem niedrigen Preisniveau so attraktiv und warum ist es mittlerweile so schwer einen kleinen Protokolldrucker zu verwenden? | |
| PCL als Standard Grafik Schnittstelle: Der Wunsch nach einer einfachen, geräteunabhängigen Ausgabe führte zur Standard Drucker Schnittstelle „PCL“ „Printer Control Language“ von Hewlett Packard, die nahezu jeder moderne A4 Drucker unterstützt. Dabei sind es sicher weniger die mächtigen Befehle dieser Sprache selbst, als vielmehr die Grafikformate, die in PCL Verwendung finden. Für Protokolldrucker ist diese Sprache unüblich, handelt es sich ja eigendlich um eine Sprache für DIN A4 Drucker. Zu den vier verwendeten Grafikformaten, die hier vereinfacht dargestellt werden sollen, gehört das sehr einfache, für Grafikdrucker verbreitete Bitmap Format. Hierbei werden die Pixelinformationen 1:1 Binär codiert. Eine 1 ist ein zu druckender Punkt eine 0 im Datenstrom demnach ein weißer Punkt. Dieses Format erzeugt bei bereits kleinen AufLösung enorme Datenmengen, die an den Drucker übertragen und von ihm ausgedruckt werden müssen. Das 2. Verfahren ist die Lauflängenkodierung, kurz RLE (Run Length Encoding). Hier gibt ein Zählerbyte an, wie oft das folgende Pixel-Byte wiederholt wird. Das 3. Verfahren, das TIFF Encoding“ eignet sich besonders in unstrukturierten Grafiken wie z.B. Graustufen Bildern. Es verbindet RLE- und Bitmapformat geschickt miteinander. Beim Delta Row Verfahren werden nur die geänderten Informationen zu vorhergehenden Linie übertragen. Gerade bei Messgrafiken können hierbei Kompressionsraten bis 10:1 erreicht werden. Das PCL Graphikformat ist optimal für linienorientierte Drucker, zu welchen auch die GeBE Protokolldrucker gehören. Eine RLE kodierte Linie ist von einem Protokolldrucker in der Regel oft schneller zu verarbeiten als ein Bitmap Datenstrom und wird damit auch im Verhältnis der Kompressionsrate schneller gedruckt. Komprimierte Daten können somit die begrenzte Leistungsfähigkeit einer RS232 Schnittstelle kompensieren. In folgenden Beispiel soll ein 112 mm breiter 200 dpi Drucker einer 20 cm lange Grafik ausgedrucken: Die Grafik erzeugt einen Datenumfang von 832 Pixel/Linie-horz. x 200 mm Länge x 8 Pixellinien/mm = 1,3 Mbit ! Diese Grafik kann bei einer Datenrate von 115 Kbit/s mit maximal 13 mm/s gedruckt werden. Bei einer üblichen PCL Kompressionsrate von 4:1 werden die nur noch zu übertragenden 33 Kbyte dann mit ca. 50 mm/s ausgedruckt. | |
| Anpassung an das A4 Format. | |
| Das Beherrschen der zuvor erklärten Grafikformate ist allerdings für einen Protokolldrucker nicht ausreichend, wenn die Steuerung als Ausgabemedium einen A4 Drucker erwartet. Der Ausdruck ist auf eine A4 Seitenbreite von ca. 210 mm formatiert. Bei den üblichen 300 dpi eines Tintenstrahldruckers sind das ca. 2400 Bildpunkte horizontal, beim 150 dpi Entwurfsmodus (Draft) immerhin noch 1200 Punkte. Ein z.B. 58 mm breiter Drucker mit 200 dpi Auflösung hat lediglich 384 Pixel horizontal. Ein Verkleinern des Ausdrucks ca. um den Faktor 3 wäre also unumgänglich. Eine Softwareänderung in Datenerzeugenden System ist meist sehr kostspielig oder gar unmöglich. Hier hilft die neue Grafik Firmware der GeBE System 78 Druckerfamilie. Die für einen HP Inkjet bestimmten Grafikdaten werden auf das Protokolldruckerformat passend verkleinert oder vergrößert. Beim Verkleinern werden aus den angelieferten Grafikinformationen Bildpunkte so entfernt, dass auch kleine Bildinformationen, wie z.B. dünne Linien, nicht verloren gehen. Somit können auch filigrane Messgrafiken wirksam verkleinert werden. Da in vielen Druckertreibern einfacher Steuerungen das Bild vom Display einfach vergrößert wird, um auf A4 Format zu kommen, erscheint das auf dem Protokolldrucker erzeugte Bild oft sogar prägnanter als der Ausdruck auf dem A4 Drucker. Selbst bei der Umsetzung von Graphiken im VGA-Format erhält man mit dem kleineren Protokolldrucker gute Ergebnisse. Das menschliche Auge ist erstaunlich tolerant gegen geschickt reduzierte Bildinformationen. | |
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| zum Verfasser: Dipl.-Ing. (FH) Klaus Baldig ist Leiter Entwicklung und Produkt Management bei der GeBE Elektronik und Feinwerktechnik GmbH in Germering/München | |
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- Fachartikel Protokolldrucker für die Mess- und Automatisierungstechnik, deutsch