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.
Semesterablauf
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).
-
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.
-
-
-
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
-
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. C++ (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)
-
Nutzen Sie die vorhandenen, seriellen Schnittstellen
Für die Vorträge finden Sie hier weitere Tipps
Projekte für 2er Gruppen
werden noch definiert
Ablauf der Präsentationen
Bitte lesen Sie zur Vorbereitung auf Ihren Vortrag die Tipps zu Präsentationen durch.
Weiteres wird noch definiert.