====== Elektronik-Projekte des Wintersemesters 2024/25 ======

===== Allgemeiner Verlauf =====

Im Wintersemester 24/25 sind im Fach Mikrocontrollertechnik Studierende des Studiengangs MR und ASE vertreten.

Für die MR-Studierenden ist es prinzipiell möglich in Elektronik-Labor und Mikrocontrollertechnik ähnliche Themen aus den Blickwinkel der Elektronik-Entwicklung und Software-Entwicklung zu bearbeiten.

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====== Semesterablauf ======

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== Legende ==

Pflichtveranstaltungen sind mit fetter Schrift gekennzeichnet.


===== Abgabetermine =====

  * xx.10.2024 - spätester Termin für das Fixieren der Hardware- und Software-Projekt-Idee. Diese sollte vorher bereits mit mir geklärt worden sein. Es zählt der Zeitstempel der Mail.
  * xx.10.2024  - spätester Termin für die Abgabe der finalen Schaltungsentwicklung (*.sch __und__  *brd) über Redmine. Es zählt der Zeitstempel des Servers.
  * xx.11.2024  - spätester Termin für die Abgabe des finalen Boardentwicklung (*.sch __und__  *.brd) über Redmine. Es zählt der Zeitstempel des Servers.
  * xx.01.2025 + xx.01.2025 Termin für Präsentation 
  * xx.01.2025  - spätester Termin für die Abgabe der Software und der Doku (*.simu, *.h und *.c, ggf. kurzer Kommentar in txt-File) über Redmine. Es zählt der Zeitstempel des Servers.

===== Vorgaben - Elektronik Labor =====

Ziel ist, dass Sie im Elektronik-Labor die Entwicklung von Elektronik lernen. 
Dazu werden Sie in diesem Semester in Gruppenarbeit OP-Grundschaltungen und Filterschaltungen (siehe Projekte) entwickeln.
Die praktische Arbeit umfasst folgende Punkte:

  - Konzeption und Auslegung von Schaltungen
    - Sofern keine genaue Anwendung gegeben ist, kann eine solche gesucht und zur weiteren Auslegung verwendet werden (nach Rücksprache sind auch die gegebenen Parameter veränderbar).
    - Simulation in Falstad oder [[https://wiki.mexle.org/elektronische_schaltungstechnik/0_hilfsmittel#erste_schritte_in_tina_ti|Tina TI]]
    - Analyse der notwendigen Datenblätter
      - Größen und Position von weiteren Komponenten
    - Komponentenauslegung
      - alle Passivkomponenten als SMD (vorzugsweise Größe 0603)
      - auch ICs in SMD (mit "Beinchen", z.B. ...QFP, ...SOP aber keine Grid Arrays, d.h. ...GA)
      - Widerstands-Reihe: E24, Kondensator-Reihe: E12 
      - Aufbau diskret (also mit einzelnen Operationsverstärkern). 
      - Darstellung von kaufbaren IC's, welche die Funktion erfüllen erwünscht.
      - Neben den Operationsverstärkern können Transistoren oder Kondensatoren zu verwenden und auszulegen sein.
      - Für digital veränderbare Widerstände sind switched-Capacitor Widerstände oder Digitalpotis ansteuerbar über I2C-PWM-IC zu wählen.
  - [[elektronik_labor:3_entwickeln_des_schaltplans|Entwicklung einer Schaltung]] und eines [[elektronik_labor:4_entwickeln_des_platinenlayouts|Layouts]] in kiCAD \\  mit den Randbedingungen
    - Basis ist [[:mexle2020:start|Mexle 2020-System]].
    - Hookups auf Basis des [[:mexle2020:mcb_1x1_basis_hookup|Basis-Hookup]]s, separaten Platinen auf Basis der [[:mexle2020:mmc_1x1_328pb|MMC 1x1 328PB]] Platine.
    - Spannungsniveau auf VCC ist $3,3 ~\rm V$. Wird eine andere Spannung benötigt, muss ein Spannungswandler (z.B. Ladungspumpe, LDO) oder (für mehr Leistung) eine weitere Schaubklemme vorgesehen werden!
    - Belegung und Position von K1, K2 und JP sind vorgegeben.
    - bitte helfen Sie einander, sodass der Aufwand gleichmäßig verteilt wird.
    - Randbedingung für Zweiergruppen ist, ein Hookup zu entwickeln
  - Dokumentation der Ergebnisse im Wiki. Ihre jeweilige Wikiseite erreichen Sie mittels des Links in der Tabelle (bei Projekt-Nr.). \\ Je nach Thema können folgende Punkte sinnvoll sein:
    - Erklärung von Auslegung und Layoutvorgaben
    - Begründung der Bauteilauswahl
    - Darstellung von Anwendungsgebieten und ggf. typische Spannungsverläufe
    - Bodediagramm
    - Gruppendelay
    - Sprungantwort 
    - Darstellung des Ausgangssignals, je für PWM mit 50Hz, 100Hz, 500Hz, 1kHz, 7kHz, 10kHz, 40kHz, 50kHz

===== Hinweise zu Tina =====

  * Eine Einführung zu Tina ist [[elektronische_schaltungstechnik:0_hilfsmittel#erste_schritte_in_tina_ti|hier im Wiki]] zu finden
  * Die Diagramme zu Amplitudengang, Frequenzgang und Gruppendelay können über ''Analysis >> AC Analysis >> AC Transfer Characteristic'' erstellt werden.
  * Achten Sie darauf, dass es sich um in der Frequenz logarithmische Diagramme handelt. 
  * Wählen Sie die Achsenbeschriftung geeignet (z.B. Schritte in $20 ~\rm dB$, $90°$ und Dekaden).
  * Sofern es in bei der Aufgabenstellung Angaben zur Werten im Bode-Diagramm gab, sollten diese eingezeichnet werden.

===== Vorgaben - Microcontroller =====

  - Allgemeine Randbedingungen
    - Programmiersprache ist C bzw. <nowiki>C++</nowiki> (Arduino ist nicht möglich)
    - Die Delay-Funktion darf __nicht__  für die Zeit-Synchronisation im Millisekunden-Bereich genutzt werden! \\ Es ist eine Einteilung in Takte (10ms, 100ms, etc.) zu verwenden.
    - Eine übergeordnete Gesamtidee ist zu entwickeln, z.B. ein Computerspiel oder ein Sensor- / Aktorsystem
    - Generell fällt es mir leichter eine gute Note zu geben, wenn mehr Funktionalität umgesetzt ist (als Hausnummer gelten 300 selbst entwickelte Codezeilen, pro Gruppenmitglied)
    - Beachten Sie die Infos unter [[https://wiki.mexle.org/microcontrollertechnik/tipps_fuers_programmieren|Tipps für Programmierung]], insbesondere die Vorgaben für die Programmierung!
    - Nutzen Sie die vorhandenen, seriellen Schnittstellen

Für die Vorträge finden Sie [[https://wiki.mexle.org/microcontrollertechnik/praesentation?|hier]] weitere Tipps


==== Projekte für 2er Gruppen ====

werden noch definiert

==== Ablauf der Präsentationen ====

Bitte lesen Sie zur Vorbereitung auf Ihren Vortrag die [[praesentation|Tipps zu Präsentationen]] durch. \\
Weiteres wird noch definiert.