| Beide Seiten der vorigen Revision
Vorhergehende Überarbeitung
Nächste Überarbeitung
|
Vorhergehende Überarbeitung
|
elektronische_systeme:start [2024/02/29 13:45]
mexleadmin |
elektronische_systeme:start [2024/04/20 23:13] (aktuell)
mexleadmin |
| <WRAP round important> | |
| \\ \\ \\ | |
| <fs xx-large>Die Inhalte zu diesem Kurs sind noch nicht aktuell für das Sommersemester 2024! | |
| </fs>\\ \\ \\ | |
| </WRAP> | |
| |
| ====== Elektronische Systeme ====== | ====== Elektronische Systeme ====== |
| Weiterhin ergeben sich vor den Prüfungen 4 Termine, bei welchen Experten aus der Industrie interessante Einblicke in die Elektronik darstellen. Hier bin ich auf Ihr Interesse angewiesen und offen für Ideen. | Weiterhin ergeben sich vor den Prüfungen 4 Termine, bei welchen Experten aus der Industrie interessante Einblicke in die Elektronik darstellen. Hier bin ich auf Ihr Interesse angewiesen und offen für Ideen. |
| |
| ===== Themen für Elektroniksimulationen ===== | ===== Themen für Vorträge zur Elektronik ===== |
| |
| Neben dem Hauptprojekt sollen Digitalschaltungen in Falstad nachgebildet werden, welche Peripherals eines Atmega328 abbilden. | Neben dem Hauptprojekt sollen Vorträge zu aktuellen Themen der Elektronik präsentiert werden. |
| Diese Simulationen sollen einen tieferen Blick in die Innereien des Microcontrollers ermöglichen. | Gegebenenfalls könnten folgende Themen interessant sein: |
| |
| - 8bit Timer/Counter + I/O-Ports | * **[[elektronische_systeme:it_sicherheit|Wie kann ich Kommunikation und Datenablage sicher machen]]** \\ Checksummen, Zyklische Redundanzprüfung, Hash-Funktionen, Kryptographie |
| - SPI | * **[[elektronische_systeme:stromspannungswandler|Wie wandelt man - z.B. im Elektroauto, im Netzteil, in der Endstufe - Wechselspannung in Gleichspannung und umgekehrt]]** \\ Halbbrücke, Buck/Boost-Converter, Vollbrücke, B6-Brücke, Transistortypen, Gegentaktendstufe |
| - I2C/TWI | * **Warum brennen Prozessoren nicht durch?** \\ Thermomanagement, Wärmestromkreis, transiente thermische Impedanz |
| - ADC | * **komplexere Filter** \\ Bandsperre, Bessel-, Butterworth-, Chebyshev-Filter, Ausnutzung von Resonanz |
| - U(S)ART | * Künstliche Intelligenz |
| - 16bit Timer/Counter | |
| | |
| Optional wären: Watchdog, USART in SPI Mode, AVR32DB: EVSYS, PORTMUX, CCL, Brownout detector, 12bit timer, RTC, CRCSCAN, DAC, OPAMP, ZCD | |
| | |
| Für einen 8bit Timer/Counter habe ich dazu bereits einen Ansatz für eine Lösung erstellt, siehe [[http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgzCCMCmC0AcIBsA6ALAVgAw4JxiyTXgwwHZFsQMQ0IM5JIAoAJRFkiQ6I+J7RQQAJig5xOEShrDpILPOnNhWMmMHD4C+Ik2JBAYQDKw5gBl1IrZYIb5IAGYBDADYBnaNXnmoYbpoVIP3AsOwVnd08aLGVVX39rSBUrfRBjFhU1Ll1EjFE9WjSjGItsq0CkRFsRIQiPLxiAdyhK8pbEXG4YgFkQMiS2-tFq-KULeE62ie4R+zqo70yQaanrAsEAHTcyZgAPEFwsXHAwDtxIcDQLjUEAeQNWLABBWLVz-OsV9ZAtpB93toA2bhVz1aL-NAaay4SEhOwXeYNV4HWEBA6aFKFLZoZG4DFogHfLYYf746EY4GOUELEoHPGA+mUxHgpa4ekEsgJVJbDJxSA4HIKNkfbluWn8rCCsSSuE1EGRJEWXCcwEq2YI6lI1kqglIBREtymVl6wGonRYtxgf4m3UKJma8G9MhkhTOqqhGqyElOm3WTl2j2jb19M2u2GzL3MXpaKUx2VBqPLYRQ7TJ+NSYNkdl+xmBjOJsg6v1qvORix+O0DMDBMADUQahXg-ZkLAQavHCh2tCiG4gAAqBgAcn3xcF+EkFPxRPKwd5SsFYOPkovdHMHd5mmhJiuRGBRDumrv91OuHxEDF9vA22BjpAs5ceyJBAOHlgAEJsMTWWDJxD87e-vYk4KNEQFKJA8CCEE3A7neMHjuAzBcIIiCwfBuihLeCjYfYoF4Q0VIKoe0HIFBY7nswzQkZw3AYDBp7EcECi8NhlHUDMoi8HuG6keAnGCKxVHBKezotDxokifx4lSXRvGMRxyx2tObHWNx0JdCpQq0dwkzyRw3G8LA3GHoZBmCLALEqQc9E6RpzQ0dZHCnhZAlsQ5Lm8R5eloiRwiicRrT8lBkGOYeKhae0UADMRga8EFbQxFw3D8txP7jqEChpRhW7LMwACEaQAPYALYAA5OAATk4AAuhUVfYACSWAADRbA1kCtW4DXCJ1DVgJ1ABSLVbANHUjT1I0QAAikVZWVTVdXyBI4gbAAjpAGwAHbiBKWAbetW04Lt-JrRt217RKTCnYdx04Nd238o9e33RdR0nQdD1MBd+1nbdd0fZdl33U9T3A99F3A4D-2-Y9X0-VtTCw+9MOI4j90APyY1jmNrVgW2xH+rb7nFGUCEIBgleVVW1fVMQqITZnqMxUGzVTC31SSkBUP+MGyUwy583K1Bsfy34k9ullUUc6Ffpl-Axd+6XWJZSyFgkrq+qkVqq9mrpFqkRpxPAaZonG3x00bMpolmIqFLyahkKGfRkqkJKq76YZQqkOKqy6fR1uagh-KrAfMZM3w7FLqXhX0Ko-pIxFlGmTAhWmietMnZSwP5IuQPSaVRfnaCCVFJrcROSk8RXYnV8Zuep1BEFQRpXON-Sp5MPnyc1DQJJUVnEl5-uOf9zaxel-q1jp7ocVJ65o-6uPTBl8pVHCCbs8ZyrfJcJPgSQGaqQGLc3TPOKu9tMvAZhIRs4W1k68plA9OYoYJ-PCwpSP5f3-qrfNIi2-j5IBll9hMDoJcQIwgbyXAgL2F8jwXi9CSOPbO9Y-LD3yPmfusJYB8yHhwWSiV8H5wki-NBQgLzP0ODwes7ZCHHF7Pce+ssnLCQPuZEiggXBOAAEbQBcMiG8wwPRXBmKIkAABjFw0BKrIi3P4ceCiRCiUENI2RFVkTQOPLoVBvA1EuAANYjnkduU8mAbKFAACYAEsKrQEkdVGxhVNrMBQCAAAqqVAAIoVRom0KYAFdNrVWgBVeAb4bHVXsBAfkvgQC8MKtVWqxVaCCGOBAAwZgADSQtRBTTtDEkAU0LhcyENNesxxhjFIgNA8A9SppQkKNNGg1YvDTRmNwGYxS1BXD6PU1gABRIwXgqkgFqqVWgEAqieIAArICEKIAa2SABiLgbGlTWYVUqgyXDFR5FsYQBzLTYmJBsCqDVNoADcwmhIqrs-ZbgkBbDIOcp4m0rEAHEarQAeS805bh4DnNuBVb5oS-mAp5EctwV0KrvK+T8iFYBfhQvOWYQqABzGxkjLmlUCdVCFG04UfLBb8vZPIMCophWgYFoLEXkphci6lPI8bEoReChlQKYXPMZW8kl9LHl5x5DSmFQKKogtJYS15oqti4D5eyslgqmUqB5K8iq6KsWSNuPivFBKGXIvVZi7F2rqq6sJZSiqyy1kbK2TshlV1DQ8g2jCyl3KzmWtWeszZLhtmErxo6mF-qhWGn9Raq1XrbUQrlQG6N0DDkiotfCyV9rpXJkOUSiVAr02HOhcIRN-KOWPLjTKw0RyPXWu9b6hlebDmHNdZoQ50b80KohcIZ1whY3PPFXSwthyeV+S2AQeVyai1cvXoctV4abU+rtY8odAb53VkHQm4dWbDQ8rACK2stKR2DudXuQdzbd2WmVdKg95aI0zqRfWw9g6N3SqPWu7dloz1iszb2y0XKbzYlZUmp9G7oXfovdOqtjzi61rcOByDzruzuo1canV+LW0Gvg1qxDerBVysNZqk1Zr9VdtQ7hpDDKrhoqNWh01xG50ofI0RjDhyxV-o-aRy0G7lVjqZcGrmg7sQGsHHVY9LG-CDvY4czj0buMnMg0HDYWx-V4zk9IWTbhXUbVrWcs5MLlNHI0ypg56mxTKZvfptw8wjPKaDdpiz5mtMGcpZptTjrdOqas3JmzjmdN6Yc65rzemnOGiU-5r0KK3NPOs2F0LHnzPebs+5nzCm-PPMiz5+zfmovOZM55hLrqkuGds-51LLnYsxf89lkLeX0u+aKwVuLBmysRby554LQXAtNda9p9rhzOsBddQloFbnNN9eiyp5gVxJzbn4HRTK5dPE+L8QEwqwS7kRKicgOT8hFOupoO20L22IOhqgPt4kIhjlmb84EI7KnDsBoOztvLe2bvHbu7dy7MgutvZ62tq7PLmLree091713oUHZ5Q94HAPHtXf+99v7gPodg9219i7kOEf3aB4jn7J3Pu5rkDjj7XoscE7xxtyFaP-VctDciJAJtx5IFksmScCSkkpKETabixd9Ts5ALY+xjjnGuPLGz4YwRtE1AbHfKnJsZR0-8DKQQxUnC7Fzrg-BAsNJLHAeZfBuDrCGAHEhKgFZZTCNlBcacwslhG47TMEXkw9cGDYmrQYKp5aO5d4ganghXfNCd+ldnFEffu9jjBGOJl-d9BCt7vouto-5BHrHlRogncYPEjqUSvuS4UC94TNMUezafCtpLRSM9BDJ6L2X0vapV4J-SuYgPNePdKPr8bJ+LeRBEJUibWSyeO+B-8N3nU89FKTkJnL5vkh+BEH0PXjPwenL0kPFnjgMd+Rpnjpnqvc-OAhUX13SQj0Q8Jzd4orfcEeJaEyivgUy+j999oK6SPM-N821oE-k-F-X+p-ovSJf6+v9ORChfz-0XzjjPw-2AM0kCBVAlD-BVF33rGgL2mSjgMdxCjP1XyghQLv3QKJigCwOHzwK6XHHwJfzPyICgLsmQHLhVCXzPxAOQK6WThIOgLyAILoOPxaFdHbmYOSlaFoJII9j6DHhn2ELn0AnoKgFYOTyj0diflkKfEz1RHHmkI30UT1l4NUMimTzrjv1FzdCPGkl0G4n0LREX1Dn9nyDTkdzrDTGTysN0NsOgJ4KcgGHAJIgkM4GSCAPcI4M8MQF-x8OaDcOEmv04CYkd3zhIgPzYUoICJCLX0CLEFShIidzCNiJYKT1AOil8InDnwvgkLP1SMSKKIxCdzKEPE6G0AOBCgcgqJNCFFAMoMqJEDTGaP5nP3DlaJtHsOWHDk+E6KH0JG4kJCnjYmaNFyGOrzaIxHGJ0OskXi0kCFhAqPxHHnGPHhWKlDxF0RLjaJNHWPrxhBuA6FEIqKdiOKfEOJtFkmaPrxgPb1sn1F72lClHuLzSaJtF4GaN2PZC+M+MGJtFEmaIQB4nGPUkygYjGN+PSRjwqKLAaP8Hj2VERNEHGKRJNAchSn3EhOaE6FQg7iwASKaMaLEGchxOqM4WSlCPJNwDQIGHuPaLhOSnpKQKiimMChZMznZP3nrFwMZLGJNA4QOGgOyNxMFP2LpPZPxMeI4DuL5MFMJMwMoKxKgFhGiPYKjnQVH1gOVNwJJhlH5M1MUlJOZOrxVMmAwLZKrlwMCGvyjxVIJLr2tO4nLkVM-xilSn1OlOdJ0RNKcl1NSldKJJ9IAKgmpPCKNJokJjJIjKSOxNYMtLSJDKyheJvxLhVJ-FdOclDxFlwJ-AJLXxzOaE91VKDmoMoJLPaPIMIJ4hLOVmIIrOTi6XDxMmDOrKjxLJ3Cn3dJFhFwkgznjzKHiiTkHNimbhLyri3nHKtLqL-AGGmIokKlJOWHsGLjZCgBQDzUUAkGRLoi3P1GXKtCXOVBXOAlpIaBQFKSgGYCXP5DUHPHv3XOiBQB3M5D3JkDFziCtCAA|hier]]. Für einen Subcircuit ist [[introduction_to_digital_systems:storage_elements#examples|hier]] ein Schieberegister als Beispiel zu finden. | |
| | |
| Diese Schaltung soll als Grundlage für die anderen Hardwareteile dienen. | |
| Randbedingungen bei der Umsetzung sind: | |
| - Sprechen Sie mir Ihren Kommilitonen, um ähnliche, neue Komponenten zu verwenden. | |
| - Beachten Sie die [[Tipps für Falstad Schaltungen]]. | |
| - Alle Register des entsprechenden Features sollen vorhanden sein. | |
| |
| ===== Themen für Projekte ===== | ===== Themen für Projekte ===== |
| Die Themen für die Veranstaltung im Sommersemester 2022 sollen die Lehre in Microcontrollertechnik, Elektronik Labor, Digitaltechnik und Elektrotechnik I/II unterstützen. | Die Themen für die Veranstaltung im Sommersemester 2022 sollen die Lehre in Microcontrollertechnik, Elektronik Labor, Digitaltechnik und Elektrotechnik I/II unterstützen. |
| {{tablelayout?colwidth=",,564px"}} | {{tablelayout?colwidth=",,564px"}} |
| ^ Nr. ^ Thema ^ Beschreibung ^ Umfang ^ sinnvolle Interessen ||| | ^ Nr. ^ Thema ^ Beschreibung ^ Umfang ^ sinnvolle Interessen ||| |
| | ::: | ::: | ::: | ::: ^ Softwareentwicklung? ^ Hardwareentwicklung? ^ Systementwicklung? ^ | | ::: | ::: | ::: | ::: ^ Softwareentwicklung? ^ Hardwareentwicklung? ^ Systementwicklung? ^ |
| | 1 | Komponentenregal | Im Projekt [[studentische_arbeiten:themen_fuer_labor_und_seminararbeiten#offene_themen|automatisches Komponenten-Regal]] sollen einige elektronische Aspekte gelöst werden: Automatisierung der Ein/Ausgabefächer, Mengenschätzung der Kleinteile (Kamera / Waage), QR-Code Auswertung, Verwendung der Mensa Card für die Authentifizierung | 3 | Ja | Ja | Ja | | | 1 | Ansteuerung von adressierbaren LEDs per SPI | Adressierbare LEDs wie die WS2812 benötigen häufig eine sehr schnelle Kommunikation, welche durch 8bit Prozessoren, wie dem atmega328 schwer möglich ist. Dies lässt sich aber durch die Verwendung von SPI als Ausgabemöglichkeit kompensieren, da die SPI-Elektronik im AVR sehr schnelle Taktung zulässt. Als Erweiterung kann auch eine Lösung mit günstigen Schieberegistern vorgesehen werden. | 1-2 | Ja | Als Erweiteurng | Nein | |
| | 2+3 | Magnetkreise mit altair flux auslegen (z.B. Elektromotor, Reluktanzmotor, Lautsprecher etc. ) | Das Programm [[https://www.altair.de/flux/|Flux]] ermöglicht die Simulation von elektrischen und magnetischen Effekten per finite Elemente. Ziel der Aufgabe ist ein Aufbau verschiedener Magnetkreise (Gleichstrommotor, Reluktanzmotor, Synchronmaschine, Lautsprecher etc. ) und eine Beschreibung wie dies umsetzbar ist zu erstellen. Die Struktur ist über ein CAD-Programm (z.B. AutoCAD) zu erstellen. Gut wäre auch ein Output als Animation | 4 | | Ja, Simulation | | | | 2 | MultiColor-MiniArcade | Als Mitgebsel soll eine kleine "Arcade Machine" entwickelt werden (vgl. [[https://youtu.be/g7uGaATyA5I?si=ulD2lVR_cOKLpjY_|dieses Beispiel]]. Besser wäre aber entweder eine 8x8 Farbmatrix (z.b. mit WS2812, siehe {{https://hackaday.io/project/191273-arduino-connect4-game-human-vs-microcontroller|Beispiel}}) bzw ein günstiges kleines TFT Display. Zusätzlich soll ein Joystick etc. vorgesehen werden. Ideal wäre eine Elektronik, die günstiger als 10..15€ ist und einige Spiele bietet. | 4-8 | Ja | Ja | Ja | |
| | 4 | Entwicklung von Hard- und Software für großes LED Display basierend auf >50 8x8 Matrizen | im Labor sind etliche rote 8x8 LED Matrizen ohne Treiber vorhanden. Für diese ist eine günstige Treiberhardware zu entwickeln und eine Treibersoftware, welche leicht ansteuerbar ist. | 2 | | Ja | Ja | | | 3 | Weiterentwicklung von Hard- und Software für großes LED Display basierend auf 100 7x5 Matrizen | Im Vorletzten Semester wurde aus 10x10 rote 7x5 LED Matrizen ein Display erstellt. Dieses soll weiterentwickelt werden, idealerweise so, dass es sich wie ein "Nokia LCD 5110" verhält | 2 | Ja | Ja | Nein | |
| | 5 | MEXLE Zwilling in Simulide | Das Prototyping und Lernsystem MEXLE 2020 soll in Simulide nachgebildet werden. Dies wurde bereits als "[[https://www.mexle.org/#softwarekonzept|Mockup]]" aufgebaut | 2 | Ja | | ja | | | | | | | | | | |
| | 6 | Abstandssensorik | Für verschiedene Anwendungen sollen kapazitive und TOF Abstandssensoren aufgebaut und evaluiert werden. | 2 | Ja | Ja | Ja | | | | | | | | | | |
| |
| --> Weitere Themen # | --> Weitere Themen # |
| </WRAP> | </WRAP> |
| |
| Im Sommersemester sind folgende Themen geplant, aber noch nicht bestätigt: | Im Sommersemester sind noch Themen von externen Vortragenden geplant, aber noch nicht bestätigt. |
| |
| | |
| | <WRAP> |
| | --> Vorträge in bisherigen Kursen # |
| | |
| | In den letzten Kursen wurden folgende Präsentationen gehalten: |
| | |
| | SS2022 |
| * System- und Hardwareentwurf unter normativen Vorgaben und Blick auf die besonderen Herausforderungen und Varianten von fehlertoleranten Systemen ([[https://www.mobil-elektronik.com/|Mobil Elektronik]]) | * System- und Hardwareentwurf unter normativen Vorgaben und Blick auf die besonderen Herausforderungen und Varianten von fehlertoleranten Systemen ([[https://www.mobil-elektronik.com/|Mobil Elektronik]]) |
| * Herstellung und Sonderformen von Platinen, z.B. flexible Leiterplatten, Vias, Multilayer ([[https://www.we-online.com/web/de/leiterplatten/willkommen_/Willkommen.php|WE online]]) | * Herstellung und Sonderformen von Platinen, z.B. flexible Leiterplatten, Vias, Multilayer ([[https://www.we-online.com/web/de/leiterplatten/willkommen_/Willkommen.php|WE online]]) |
| * Analoge Sensoren und Schnittstellen zum Microcontroller ([[https://www.microchip.com/|Microchip]]) | * Analoge Sensoren und Schnittstellen zum Microcontroller ([[https://www.microchip.com/|Microchip]]) |
| |
| <WRAP> | SS2021 |
| --> Vorträge in bisherigen Kursen # | |
| | |
| Im letzten Kurs wurden folgende Präsentationen gehalten: | |
| * **Wie wird eine Platine entwickelt?**//(externer Vortragender, Würth/WEdirekt)// \\ Nutzentypen, Multilayer, Flex-Systeme, Vias | * **Wie wird eine Platine entwickelt?**//(externer Vortragender, Würth/WEdirekt)// \\ Nutzentypen, Multilayer, Flex-Systeme, Vias |
| * **[[elektronik_labor:weiterfuehrende_tipps_zum_layouting|Weitere Tipps und Tricks zum Layouting von Platinen]] **//(Prof. Gruhler)// \\ parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten, Führung von analoger und digitaler Masse, Aufbau von Multilayerplatinen, Kunst des Layoutings | * **[[elektronik_labor:weiterfuehrende_tipps_zum_layouting|Weitere Tipps und Tricks zum Layouting von Platinen]] **//(Prof. Gruhler)// \\ parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten, Führung von analoger und digitaler Masse, Aufbau von Multilayerplatinen, Kunst des Layoutings |
| * **Software- und Systementwicklung **//(externer Vortragender, Bosch)// \\ Prozesse, industrielle Tools, Tagesablauf | * **Software- und Systementwicklung **//(externer Vortragender, Bosch)// \\ Prozesse, industrielle Tools, Tagesablauf |
| |
| Gegebenenfalls könnten folgende Themen interessant sein: | |
| |
| * **[[elektronische_systeme:it_sicherheit|Wie kann ich Kommunikation und Datenablage sicher machen]]** \\ Checksummen, Zyklische Redundanzprüfung, Hash-Funktionen, Kryptographie | |
| * **[[elektronische_systeme:stromspannungswandler|Wie wandelt man - z.B. im Elektroauto, im Netzteil, in der Endstufe - Wechselspannung in Gleichspannung und umgekehrt]]** \\ Halbbrücke, Buck/Boost-Converter, Vollbrücke, B6-Brücke, Transistortypen, Gegentaktendstufe * **Warum brennen Prozessoren nicht durch?** \\ Thermomanagement, Wärmestromkreis, transiente thermische Impedanz | |
| * **komplexere Filter** \\ Bandsperre, Bessel-, Butterworth-, Chebyshev-Filter, Ausnutzung von Resonanz | |
| * Künstliche Intelligenz | |
| |
| |
| Projektvorschläge folgen bis zum Semesterbeginn. Eigene Projektvorschläge sind gerne gesehen. | |
| <-- | <-- |
| </WRAP> | </WRAP> |
| </imgcaption> | </imgcaption> |
| {{drawio>ESTerminplanung}} | {{drawio>ESTerminplanung}} |
| | </WRAP> |
| | |
| | ==== Lage der Labore ==== |
| | |
| | <WRAP> |
| | <imgcaption ImgNr02 | Lage der Labore> |
| | </imgcaption> |
| | {{drawio>LageDerLabore}} |
| </WRAP> | </WRAP> |
| |