mikrocontroller 1 wozu mikrocontroller?. mikrocontroller 2

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  • Folie 1
  • Mikrocontroller 1 Wozu Mikrocontroller?
  • Folie 2
  • Mikrocontroller 2
  • Folie 3
  • 3 Was ist ein Mikrocontroller ? Ein Mikrocontroller ist ein eigenstndiger Miniaturrechner in einem einzigen Chip integriert. Er besteht aus einem Mikroprozessor, Speicher und evtl. weiteren Komponenten. Ein Mikrocontroller-Board ist eine Platine zum Experimentieren, die einen Mikrocontroller enthlt.
  • Folie 4
  • Mikrocontroller 4 Grundschema Port mit 8 digitalen Input-Output- Leitungen (Pins): Zustand 0 oder 1 Eingabe: Schalter offen oder geschlossen Ausgabe: LED aus oder an
  • Folie 5
  • Mikrocontroller 5 Programmierung Hochsprache (C, Basic..) Grafisch (z.B. LEGO- Mindstorms) bertragung (download) vom PC zum Programmspeicher des Microcontrollers (Flash)
  • Folie 6
  • Mikrocontroller 6 Programmausfhrung Programm luft ohne PC Ausgabe: LED, Display, Lautsprecher, Motor Eingabe: Sensoren, Taster Endlosprogramm oder endliches Programm
  • Folie 7
  • Mikrocontroller 7 Basic Stamp 1 Project Board 1 Mikrocontroller PIC16C56A incl. Basic-Interpreter und 14Byte Datenspeicher 2 2kB-Basic- Programmspeicher 3 Oszillator 4MHz 4 Power-LED
  • Folie 8
  • Mikrocontroller Motoransteuerung Gleichstrommotor Vorteil: Leicht verstndlich, leicht anzusteuern Nachteil: Motor-IC notwendig, nicht regelbar Servomotor Vorteil: Ohne Zusatz verwendbar, regelbar Nachteil: Fr 360-Rotation Umbau notwendig, Prinzip nicht leicht verstndlich, Muss stndig bedient werden Schrittmotor Vorteil: Przise steuerbar, optimal fr exakte Positionierungen Nachteil: Zustzliche Elektronik notwendig, aufwndige Ansteuerung
  • Folie 9
  • Mikrocontroller Fahrzeug mit einem Motor und einem Lenk-Servo
  • Folie 10
  • Mikrocontroller Fahrzeug mit 2 Motoren
  • Folie 11
  • Mikrocontroller 11 Tipps fr den Unterricht Schler auf folgende Punkte hinweisen: Fehler eingrenzen (Es tut nicht): Programmierfehler, Verdrahtungsfehler, Systemfehler ? Reines Probieren ergibt undurchschaubare Programme Sie sollten ihr Vorgehen beschreiben knnen
  • Folie 12
  • Mikrocontroller 12 Tipps fr den Unterricht Die Schler sollten Nicht mehr bentigte Kabel, Bauteile und Programmteile entfernen Eine Gesamtaufgabe in mglichst kleine Einzelschritte aufteilen Mglichst hufig testen und funktionierende Zwischenstnde extra speichern Dokumentation ins Programm schreiben
  • Folie 13
  • Mikrocontroller 13 Tipps fr den Unterricht Zustzlich fr den Lehrer Mglichst keine Programme oder Programmteile abtippen lassen. Vorlagen oder Lsungen als Datei zur Verfgung stellen. Mechanische Anteile einer Aufgabe nicht unterschtzen.
  • Folie 14
  • Mikrocontroller 14 Basic Stamp: Vor- und Nachteile Vorteile Preisgnstig Einfache Programmierung Schneller Anfangsfortschritt Handlich Geringer Stromverbrauch Nachteile Verkabelung ist fehleranfllig Nur fr einfache Aufgaben geeignet Nur in BASIC programmierbar Kein AD-Wandler Kein Display
  • Folie 15
  • Mikrocontroller 15 Weitere Anfngersysteme Lego NXT: Betriebssystem Mikrocontroller versteckt Symbolische Programmierung oder in C Display und Ton integriert Analogeingnge Motorausgnge
  • Folie 16
  • Mikrocontroller Weitere Anfngersysteme Lego RCX/NXT-Programmierung
  • Folie 17
  • Mikrocontroller Weitere Anfngersysteme qfix Bobby-Board (Atmega32-Controller) Kein Betriebssystem Programmierung in C Motorausgnge Analogeingnge Display anschliebar
  • Folie 18
  • Mikrocontroller qfix C-Programm int main() { initBobbyBoard(); clear(); while(1==1) { if (digital(1)) { powerOn(6);//Signal powerOn(3); sleep(2); powerOff(6); powerOff(3); }
  • Folie 19
  • Mikrocontroller Gesamtkonzept am FSG Klasse 9: Digitalelektronik Automatisierung mit dem Festo-System Steuerung mit einem Mikrocontroller-Board Klasse 10: Sensorik Projekt Temperatur-Messgert mit einem Mikrocontroller Schaltungsentwurf, Herstellung einer Platine
  • Folie 20
  • Mikrocontroller 20 Lernziele Grundkonzepte der Programmierung Variable, Schleife, Verzweigung Grundkonzepte der Automatisierung Einsatz von Sensoren und Aktoren Lsungsstrategien Zusammenwirken von Controller, elektronischen Komponenten und mechanischen Komponenten
  • Folie 21
  • Mikrocontroller 21 Projekte ohne Mechanik Einfache Projekte ohne Mechanik Ampelsteuerung (einfache Ampel, Bedarfsampel, gekoppelte Ampeln) Musikprogramm Warnanlage(Reaktion z.B. auf Licht) Temperaturwarner Messgert mit Zeiger Entfernungswarner mit US-Sensor
  • Folie 22
  • Mikrocontroller 22 Projekte mit Mechanik Fahrzeugprojekte Finde die hellste Stelle im Raum Umfahre Hinderniswnde Fahre auf dem Tisch ohne herunterzufallen Folge mglichst schnell einer schwarzen Linie Automatisierungsprojekte Rolladensteuerung Garagentor Alarmanlage mit Codeschloss
  • Folie 23
  • Mikrocontroller 23
  • Folie 24
  • Mikrocontroller 24 Unterrichtspraxis Maximale Gruppenzahl Ohne Erfahrung max. 6 Mit Erfahrung max 8 Gruppengre: 2 (ideal) -3 Maximal 20 Schler insgesamt
  • Folie 25
  • Mikrocontroller 25 Erstausrstung Basic Stamp Laptop/PC mglichst mit serieller Schnittstelle Serielles Kabel (4), (oder USB-Adapter 18) 1) Basic-Stamp1 incl. Software 24 1) Stecker-Netzteil fr Basic-Stamp (7,5V) 10 1) Elektronikteileca. 15 2) 3) 4) Klingeldraht (Baumarkt) Vielfachmessgert ca. 20 3) 4) 1)elmicro.com 2)www.traudl-riess.de 3)www.conrad.dewww.traudl-riess.dewww.conrad.de 4) www.reichelt.de