Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen angezeigt.

--- externe_laborarbeiten:entwicklung_von_schulungsmitteln [2020/04/15 23:45]
tfischer [Hardware]
+++ externe_laborarbeiten:entwicklung_von_schulungsmitteln [2022/03/07 12:39] (aktuell)
tfischer [Oszilloskop]
@@ Zeile 10: / Zeile 10: @@
 ====  Simulide ====
-^ Ziel     | Die Einführung in die Mikrocontrollertechnik soll so umgestaltet werden, dass die Studierenden die Einführung \\ selbstständig und zunächst ohne weitere Hardware durchführen können.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          |
-^ Aufgabe  | Mittels des Tools [[https://simulide.blogspot.com/|SimulIDE]] sollen verschiedene Teilaufgaben für die Studierenden erstellt werden. \\ Auf der Wikiseite [[:microcontrollertechnik:start]] stehen die einzelnen bisherigen Teile für die Laborarbeit bereit. \\ Unter dem Namespace "Microcontrollertechnik" sollten die neuen Seiten mit den Teilaufgaben aufgebaut werden. \\ Eine kurze Einführung in SimulIDE soll den Teilaufgaben beigefügt werden. Falls notwendig, kann eine einzige \\ (z.B. an die Minimexle Platine angelehnte) Schaltung oder mehrere individuell für eine Aufgabe angepasste Schaltung genutzt werden. Es ist bereits ein erster Aufbau vorhanden {{externe_laborarbeiten:mexle_simu.rar}} |
-^ Risiko   | Das Tool muss auf Tauglichkeit beprüft werden, da es (zumindest bei mir) nicht stabil lief.      |
+siehe [[studentische_arbeiten:simulide_weiterentwicklung]]
+==== STACK in ILIAS ====
+^ Ziel     | Die Studierende sollen asynchron (d.h. nicht zu fest vorgegebenen Tageszeiten) Aufgaben lösen und sofortiger Rückmeldung erhalten können. Durch eine schnellere Rückmeldung soll der Lerneffekt erhöht werden. Daneben sollen so Ressourcen für nicht automatisierbares Feedback (z.B. im Rahmen von Projektarbeiten) freigemacht werden.                          |
+^ Aufgabe  | Für unterschiedliche Fächer im elektrotechnischen Kontext sollen Selbstlern-Aufgaben mit automatischer Rückmeldung erstellt werden (Digitaltechnik, Elektrotechnik, ...). Dies soll mittels des Tools [[https://elearning.blogs.ruhr-uni-bochum.de/stack-ein-allround-mathe-tool-fuer-die-digitale-lehre-und-nicht-nur-liebling-der-mint-didaktik/|STACK]] in ILIAS erfolgen. Jenseits der Aufgabenstellung müssen die wahrscheinlichsten Fehler in den Berechnungen (z.B. Vertauschen häufiger Ingenieurs-Konstanten, wie Wurzel 2 und Wurzel 3) ermittelt und im Tool berücksichtigt werden. \\ Das Tool wird im Wintersemester 2020 als Plugin in ILIAS eingebunden. Eine Testinstanz mit dem Plugin ist bereits vorhanden. |
+==== Aufbau von kleinen Übungssimulationen in JS / HTML5 ====
+Es sollen verschiedene Online-Simulationen aufgebaut werden, welche die Einarbeitung in Digitalmultimeter (DMM), Oszis etc. vereinfachen. Vgl ([[https://www.edumedia-sciences.com/en/media/552-multimeter|edumedia-science.com]] mit dem login: ''covid19'' und Passwort: ''edumedia'').
 ===== Hardware =====
@@ Zeile 22: / Zeile 31: @@
 ===Aufgabe ===
-Für das erste Semester wird eine kostengünstige Spannungsquelle auf der Mexle2020 Basis gesucht (z.B. [[https://redmine.hs-heilbronn.de/projects/microcontroller-grundplatinen/repository/2145/show/100.%20MEXLE%20Discrete/Modul-1x1_4-pol|1x1zoll]], 0,5x1zoll oder [[https://redmine.hs-heilbronn.de/projects/microcontroller-grundplatinen/repository/2145/show/100.%20MEXLE%20Discrete/Modul_1x0,25_2-pol|0,25x1zoll]]). Anwendung soll Verschaltungen mit mehreren Spannungsquellen sein. Die Spannungsquelle soll über den 6-poligen Mexle-Anschluss durch das Basisboard gespeist werden (5V). Ausgangsseitig ist eine variable Spannung das Ziel (optimal bis 15V, einstellbar per Poti oder Poti mit Stufen, ca. 100..200mA), welche zwischen den Eckpins der Mexle-Boards anliegt.
+Für das erste Semester wird eine kostengünstige Spannungsquelle auf der Mexle2020 Basis gesucht (z.B. [[https://redmine.hs-heilbronn.de/projects/microcontroller-grundplatinen/repository/2145/show/100.%20MEXLE%20Discrete/Modul-1x1_4-pol|1x1zoll]], 0,5x1zoll oder [[https://redmine.hs-heilbronn.de/projects/microcontroller-grundplatinen/repository/2145/show/100.%20MEXLE%20Discrete/Modul_1x0,25_2-pol|0,25x1zoll]]). Anwendung soll Verschaltungen mit mehreren Spannungsquellen sein. Die Spannungsquelle soll über den 6-poligen Mexle-Anschluss durch den Modulträger gespeist werden (5V). Ausgangsseitig ist eine variable Spannung das Ziel (optimal bis 15V, einstellbar per Poti oder Poti mit Stufen, ca. 100..200mA), welche zwischen den Eckpins der Mexle-Boards anliegt.
 Vorschläge: [[https://www.mouser.de/ProductDetail/RECOM-Power/RFM-0505S?qs=sGAEpiMZZMvGsmoEFRKS8Koqt8Pjkl39rtB0vRPOsShk%252BEyJWdEM3A%3D%3D|RFM-0505S]], [[https://www.mouser.de/ProductDetail/Analog-Devices/ADUM5000ARWZ?qs=sGAEpiMZZMv9Q1JI0Mo%2FtXJTfyVRkunV|ADUM5000]] (etwas teuer)
 optional wäre ein I2C-Steuerung über den 6-poligen Mexle-Anschluss
@@ Zeile 57: / Zeile 66: @@
 ^ Ziel     | Für ET1, ET2 und ET Labor sollen Mexle2020 Platinen und Elemente erstellt werden: massefreie Stromquelle                              |
-^ Aufgabe  | Für das erste Semester wird eine kostengünstige Stromquelle auf der Mexle2020 Basis gesucht (z.B. [[https://redmine.hs-heilbronn.de/projects/microcontroller-grundplatinen/repository/2145/show/100.%20MEXLE%20Discrete/Modul-1x1_4-pol|1x1zoll]], 0,5x1zoll oder [[https://redmine.hs-heilbronn.de/projects/microcontroller-grundplatinen/repository/2145/show/100.%20MEXLE%20Discrete/Modul_1x0,25_2-pol|0,25x1zoll]]). Anwendung soll Verschaltungen mit mehreren Stromquellen sein. Die Stromquelle soll über den 6-poligen Mexle-Anschluss durch das Basisboard gespeist werden (5V). Ausgangsseitig ist eine variabler spannungsbegrentzter Strom das Ziel (1..100mA, einstellbar per Poti oder Poti mit Stufen, ca. 5V), welcher von einem Eckpin des Mexle-Boards zum nächsten fließt. \\ Vorschläge: Basis wie bei Spannungsquelle \\ optional wäre ein I2C-Steuerung über den 6-poligen Mexle-Anschluss |
+^ Aufgabe  | Für das erste Semester wird eine kostengünstige Stromquelle auf der Mexle2020 Basis gesucht (z.B. [[https://redmine.hs-heilbronn.de/projects/microcontroller-grundplatinen/repository/2145/show/100.%20MEXLE%20Discrete/Modul-1x1_4-pol|1x1zoll]], 0,5x1zoll oder [[https://redmine.hs-heilbronn.de/projects/microcontroller-grundplatinen/repository/2145/show/100.%20MEXLE%20Discrete/Modul_1x0,25_2-pol|0,25x1zoll]]). Anwendung soll Verschaltungen mit mehreren Stromquellen sein. Die Stromquelle soll über den 6-poligen Mexle-Anschluss durch den Modulträger gespeist werden (5V). Ausgangsseitig ist eine variabler spannungsbegrentzter Strom das Ziel (1..100mA, einstellbar per Poti oder Poti mit Stufen, ca. 5V), welcher von einem Eckpin des Mexle-Boards zum nächsten fließt. \\ Vorschläge: Basis wie bei Spannungsquelle \\ optional wäre ein I2C-Steuerung über den 6-poligen Mexle-Anschluss |
 ^ Risiko   | Kompakter bezahlbarer Aufbau.   |
@@ Zeile 63: / Zeile 72: @@
 ^ Ziel     | Für ET1, ET2 und ET Labor sollen Mexle2020 Platinen und Elemente erstellt werden: MEXLE-Module mit Motoren                              |
-^ Aufgabe  | Für das zweite Semester wird eine Platine auf Mexle2020 Basis gesucht (z.B. [[https://redmine.hs-heilbronn.de/projects/microcontroller-grundplatinen/repository/2145/show/100.%20MEXLE%20Discrete/Modul-1x1_4-pol|1x1zoll]]), welche einen DC bzw 3-Phasenmotor beinhaltet. Anwendung soll ein Versuch zur DC-Motorsteuerung und 3-Phasenansteuerung sein. Für den DC-Motor sollen Eckpins des Mexle-Boards mit dem Basisboard verbunden werden. Auch für den 3-Phasen-Motor sollen 3 Eckpins genutzt werden, und zusätzlich ein x-fach Pin-Header zum Anschluss an einen 3-Phasen-Inverter (3x Phase, GND und Hallsensoren). DC-Motoren und 3-Phasen-Motoren zwar vorhanden, aber vermutlich von Größe / mechanisches Interface nicht geeignet ([[https://de.aliexpress.com/item/32961833627.html|3-Phasen-Motor]], [[https://de.aliexpress.com/item/32996681712.html|3-Phasen-Motor ("short Shaft")]], [[https://de.aliexpress.com/item/32824093571.html|DC-Motor]]). Weitere Suche auf [[https://de.aliexpress.com/wholesale?catId=0&SearchText=b%C3%BCrstenlos+motor|AliExpress]] notwendig (interessante Motoren [[https://de.aliexpress.com/item/32975643927.html|3-Phasen BLDC]], [[https://de.aliexpress.com/item/32956789826.html|3-Phasen BLDC]], ). Überlegungen zur mechanischen Verbindung zwischen zwei Motoren (mechanisches Interface) werden gewünscht.   |
+^ Aufgabe  | Für das zweite Semester wird eine Platine auf Mexle2020 Basis gesucht (z.B. [[https://redmine.hs-heilbronn.de/projects/microcontroller-grundplatinen/repository/2145/show/100.%20MEXLE%20Discrete/Modul-1x1_4-pol|1x1zoll]]), welche einen DC bzw 3-Phasenmotor beinhaltet. Anwendung soll ein Versuch zur DC-Motorsteuerung und 3-Phasenansteuerung sein. Für den DC-Motor sollen Eckpins des Mexle-Boards mit dem Modulträger verbunden werden. Auch für den 3-Phasen-Motor sollen 3 Eckpins genutzt werden, und zusätzlich ein x-fach Pin-Header zum Anschluss an einen 3-Phasen-Inverter (3x Phase, GND und Hallsensoren). DC-Motoren und 3-Phasen-Motoren zwar vorhanden, aber vermutlich von Größe / mechanisches Interface nicht geeignet ([[https://de.aliexpress.com/item/32961833627.html|3-Phasen-Motor]], [[https://de.aliexpress.com/item/32996681712.html|3-Phasen-Motor ("short Shaft")]], [[https://de.aliexpress.com/item/32824093571.html|DC-Motor]]). Weitere Suche auf [[https://de.aliexpress.com/wholesale?catId=0&SearchText=b%C3%BCrstenlos+motor|AliExpress]] notwendig (interessante Motoren [[https://de.aliexpress.com/item/32975643927.html|3-Phasen BLDC]], [[https://de.aliexpress.com/item/32956789826.html|3-Phasen BLDC]], ). Überlegungen zur mechanischen Verbindung zwischen zwei Motoren (mechanisches Interface) werden gewünscht.   |
 ^ Risiko   | Kompakter bezahlbarer Aufbau. |
@@ Zeile 69: / Zeile 78: @@
 ^ Ziel     | Für ET1, ET2 und ET Labor sollen Mexle2020 Platinen und Elemente erstellt werden: MEXLE-Module für Magnetkreise                              |
-^ Aufgabe  | Für das zweite Semester wird eine Platine auf Mexle2020 Basis gesucht (z.B. [[https://redmine.hs-heilbronn.de/projects/microcontroller-grundplatinen/repository/2145/show/100.%20MEXLE%20Discrete/Modul-1x1_4-pol|1x1zoll]]), welche eine magnetische Spannungsquelle oder eine Induktion darstellt. Anwendung soll einerseits eine reine Induktivität oder ein Trafo (Spule ober- und unterhalb der Platine) mit auswechselbarem Eisenkern sein. Die Induktivität(en) soll(en) über die 4 Eckpins der Mexle-Boards mit dem Basisboard verbunden werden. Vorgefertigte [[https://de.aliexpress.com/item/32998808910.html|Spulen (25mm Durchm.)]] vorhanden, ggf. sollten andere gesucht und bestellt werden. Überlegungen wie daraus ein Magnetkreis aufgebaut werden kann, werden gewünscht (Materialauswahl nach Kosten: Elektroblech, Pulverkern, Ferritkern).   |
+^ Aufgabe  | Für das zweite Semester wird eine Platine auf Mexle2020 Basis gesucht (z.B. [[https://redmine.hs-heilbronn.de/projects/microcontroller-grundplatinen/repository/2145/show/100.%20MEXLE%20Discrete/Modul-1x1_4-pol|1x1zoll]]), welche eine magnetische Spannungsquelle oder eine Induktion darstellt. Anwendung soll einerseits eine reine Induktivität oder ein Trafo (Spule ober- und unterhalb der Platine) mit auswechselbarem Eisenkern sein. Die Induktivität(en) soll(en) über die 4 Eckpins der Mexle-Boards mit dem Modulträger verbunden werden. Vorgefertigte [[https://de.aliexpress.com/item/32998808910.html|Spulen (25mm Durchm.)]] vorhanden, ggf. sollten andere gesucht und bestellt werden. Überlegungen wie daraus ein Magnetkreis aufgebaut werden kann, werden gewünscht (Materialauswahl nach Kosten: Elektroblech, Pulverkern, Ferritkern).   |
 ^ Risiko   | Kompakter bezahlbarer Aufbau. |
-==== Oszilloskop ====
-=== Ziel ===
-Für ET1, ET2 und ET Labor sollen Mexle2020 Platinen und Elemente erstellt werden: MEXLE-Oszilloskop
+==== Mexle-way ====
 === Aufgabe ===
-Für das zweite Semester wird eine separate Hardware gesucht, welche ein einfaches Oszilloskop darstellt. Neben den einfach beschaffbaren Varianten (Soundkarten-Oszis: [[https://www.zeitnitz.eu/scms/scope_sp_en?mid=7.01|"Soundcard Oszi"]] oder [[https://zelscope.en.softonic.com/|ZelScope]], USB-Oszis: [[https://de.aliexpress.com/item/4000123053007.html|LHT00SU1 - PC-Oszi]], [[https://www.real.de/item/search/?search_value=LHT00SU1|LHT00SU1 - PC-Oszi (über Real)]]) soll eine Platine für einen "Oszi-Stift" entwickelt werden. Display (ggf. über [[https://www.buydisplay.com/tft-display/tft-display-panel|BuyDisplay]]] und Gehäuse wird nachgereicht.
+  - Erstellen und Aufbau der neuen Mechanik (Gehäuse)
+  - Gegenmaßnahmen gegen Achsenspiel
+  - Anbindung des Systems via WLAN (z.B. ESP01) an PC (bzw. Matlab)
+  - Entwicklung erster Schulungsunterlagen (für ET-Labor, ET1 und ET2)
+  - (Anbindung neuer Sensoren: Helligkeit, ...)
-Als uC kann der SAM D11 bzw D21 verwendet werden. Im ersten Schritt soll das Oszilloskop mittels MEXLE2020 Platinen entwickelt werden, um das Debugging zu erleichtern
-Weitere Infos:
-  - Eine Platinentemplate für den Einbau in ein Gehäuse ist in [[https://redmine.hs-heilbronn.de/projects/microcontroller-grundplatinen/repository/2145/show/030.%20MEXLE%20microController%20PCBs/MmMxxx%20MEXLEprobe|Redmine]] zu finden
-  - **Die Umsetzung eines ersten Moduls** für ein 2-Kanal-Oszi / 2-Kanal-FktGen wurde mit Markus und Florian diskutiert.
-    - Beide haben bereits mit dem USB-µC SAMD21E14 und der USB-Firmware (Audio-Class 1) erfolgreich gearbeitet.
-    - Als Software auf dem PC empfehlen wir das "Soundcard-Scope". Damit können wir bis 192 kHz Samplerate gehen.
-    - Die Analogschnittstellen sollen direkt über ADCs des µC bzw PWM-Ausgänge realisiert werden.
-    - Eine Pegelanpassung und Nullpunktsverschiebung wird über OPVs gemacht.
-=== Risiko ===
-Kompakter bezahlbarer Aufbau.