Mikrocomputer Praktikum 2008/2009
Hier entstehen Vorschlaege fuer das Mikrocomputerpraktikum im Wintersemester 2008/2009 fuer Mechatroniker (ME5). Gerne duerfen Sie mir auch Ihre Vorschlaege nennen.
Bei Fragen, Kommentaren und weiteren Vorschlaegen bitte eine Email an mich senden. Meine Adresse ist Hubert.Hoegl@hs-augsburg.de.
- Versuch mit dem CAN Feldbus. Vor ein paar Jahren habe ich den Prototyp des "TinyCAN" Adapters als Hardware fuer eine Diplomarbeit entwickelt. Die Sache wurde seither staendig weiterentwickelt. Aktuell fertigt eine befreundete Firma das Geraet in groesseren Stueckzahlen, so dass wir nun diese USB-zu-CAN Adapter auch jederzeit im Praktikum einsetzen koennen. Uebrigens ist fuer TinyCAN die komplette Software "Open-Source", d.h. Sie koennen durch Studieren der Quellen der CAN Zugriffsbibliothek und sogar eines grafischen CAN Monitorprogrammes viel lernen! Alle Programme laufen sowohl unter Windows als auch unter Linux und sind in der Sprache C geschrieben. Bei grafischen Programmen wurde das portable Gtk+ Framework verwendet. Hier koennen Sie sich vorab informieren:
http://www.mhs-elektronik.de/cgi-bin/mhs.pl?id1=2&id2=0. BR Was lernen Sie dabei?
- Wie funktioniert CAN ueberhaupt?
- Wie kommuniziert man unter Windows oder Linux mit einem CAN API?
- Wie kommuniziert man zwischen zwei PCs mit CAN?
- Wie baut man einen kleinen CAN-faehigen Mikrocontroller-Knoten?
- Versuch mit Octopus. Der Octopus hat auch seine Wurzeln an der FH. Vor ein paar Jahren haben wir einen low-level USB Controller an einen Atmel AVR gekoppelt, daraus entstanden dann nach viel Arbeit die inzwischen ziemlich bekannten Produkte USBprog und Octopus. Benedikt Sauter, der diese Sachen mit viel Energie vorangetrieben hat, verkauft diese nun auch in seinem Web-Shop, neben anderen Produkten, die nicht von ihm sind.
BR Man schliesst den Octopus ueber die USB Schnittstelle an den PC an und kann dann von einer Programmierschnittstelle aus mit allen I/O Kanaelen auf dem Octopus sprechen: GPIO, SPI, I2C, UART, AD und auch CAN. Somit eignet sich der Octopus gut wenn man irgendeine (selbstgebaute) elektronische Schaltung an den PC koppeln moechte. BR Web-Shop: http://www.embedded-projects.net
Versuch mit HF Datenuebertragung. Ich habe zwei Funkmodule mit nRF903 von [http://www.nordicsemi.com Nordic Semiconductor]. Diese wurden beschrieben in der Zeitschrift c't 24 und 25 2003 (Jens Altenburg, Elektronische Zwerge, Einfuehrung in die Mikrocontroller Praxis). Man koennte ein Modul an den PC ueber das [http://www.embedded-projects.net Octopus Interface] anschliessen und das andere an einen Atmel AVR. BR Ich habe auch noch Funkmodule von anderen Herstellern in meinem Lager, so dass man sich erst mal alle anschauen sollte. BR To Do: Noch zwei HF Steckverbinder fuer die nRF903 Antennen besorgen.
- Versuch, bei dem der Stromverbrauch eines Programmes auf einem AVR Mikrocontroller im Vordergrund steht. Mir schwebt schon lange ein Experiment vor, bei dem die zur Verfuegung stehende Energie in Form z.B. einer Kondensatorladung begrenzt ist. Des weiteren hat man eine Aufgabe auf dem Controller zu erledigen, die moeglichst stromsparend zu realisieren ist, so dass man eine moeglichst lange Laufzeit erzielt. Das "beste" Programm waere das, das am laengsten laeuft. Daraus koennte man sogar einen Wettbewerb machen. Hier lernt man natuerlich die oft vernachlaessigten Stromspar-Betriebsarten von modernen Prozessoren kennen. Den Programmierstil muss man auch darauf einstellen, d.h. die gewoehnliche sequentielle Programmierung scheidet aus. Vielmehr muss man sein Programm oefter schlafen legen, um Strom zu sparen und durch Interrupt wieder aufwachen. Die Rechenaufgabe muesste man sich aber erst noch ueberlegen.
BR Man koennte auch daran denken, den Stromverbrauch eines Mikrocontrollers ueber der Zeit zu messen. In die Stromversorgung koennte man dazu I/U Wandler einbauen (habe ich bereits im Lager). BR
- Alle kennen diese modernen Lampen, die ihre Farbe und Helligkeit in einem grossen Bereich veraendern koennen. Drin sind meist mehrere Hochleistungs-LEDs in den Grundfarben, so dass man durch Mischung den grossen Farbbereich erzielt.
- Nachbau einer klassischen Lichtorgel mit drei LEDs rot, gruen und blau, die an einem Atmel AVR Controller haengen. Das Board/der Controller muesste auch ueber einen analogen Eingang verfuegen (zumindest ein AD-Wandler Eingang) ueber den man die analogen Signale digitalisiert. Die Schwerpunkte des Versuches laegen dann in den Bereichen
- Digitalisierung der analogen Eingangssignale
- Digitale Filterung in drei Frequenzbereiche tief, mittel und hoch
- Pulsbreitenmodulation der LEDs
Low-speed USB Peripherie mit AVRUSB (http://www.obdev.at/avrusb) machen. Der Atmel AVR erledigt wegen der relativ niedrigen Geschwindigkeit von 1 MBit/s das ganze USB Protokoll in Software. in Software. Die Kommunikation zwischen PC und AVR wird mit den "HID Feature Requests" gemacht.
- Fernsteuern mit dem Mobiltelefon oder einem GSM-Modem.
- Internet Radio "EIR"
http://www.ethernut.de/en/hardware/eir/index.html BR Dieser Versuch ist bereits vergeben.
- Elektronische Regelung einer Wippe mit Kugel (Elektor Heft 9/2008)