A Mikrokontrollerek alkalmazástechnikája hirdetmények

2021 tavasz (A tárgy csak tavaszonként kerül meghirdetésre! )

A tárgyat távoktatással tartjuk meg (Teams meeting-ek), amíg a szabályok lehetővé nem teszik a kontakt órákat

A Mikrokontrollerek alkalmzástechnikáját minden BME-s tanuló felveheti (nem csak VIK-es), aki digitális technika jellegű tantárgy keretében már tanult mikroprocesszorról/mikrokontrollerről, az alapfogalmakkal legalább részben tisztában van.

A tárgy keretében a hallgatók megismerkednek a mikrokontrollerek felépítésével, működésével, perifériáival és azok programozásával (C nyelven, de kicsit assembly-ben is), a mikrokontrolleres szoftverfejlesztés módszereivel (fejlesztői környezet használata). Gyakorlatban bemutatjuk a mikrokontrolleres perifériák kezelését és külső egységek kezelését is. WifFi modul használatát is bemutatjuk (IoT). A beágyazott rendszerekben hasznos különlegességekkel rendelkező Cypress PSoC (Programmable System On Chip) is megjelenik (tervezés Cypress PSoC-vel, PSoC Creator használata, minta projectek). A CY PSoC-ben a processzor mag és beépített perifériák mellett van programozható logika (és ezzel kialakíthatók perifériák és kiegészítő logikák) továbbá programozható analóg egységek és ezek egymással belül összeköthetők. A HF-hez javasolt egyik fejlesztői kártyában is ilyen van. Megismerik a mikrokontrollerekkel kapcsolatos legújabb trendeket és újdonságokat. Az ismereteket egy a szorgalmi időszakban megépítendő (lehetőleg saját ötleten alapuló) házi feladat keretében, a gyakorlatban is alkalmazzák. (A megépített készülék a hallgatóé marad, csak be kell mutatni és a dokumentációját leadni.) Az ismereteikről a vizsga időszakban írásbeli vizsgán adnak számot. Távoktatásos vizsga esetén a vizsga a Moodle-ön történik.

 

Félévközi követelmények:

- Házi feladat (saját ötleten alapuló mikrokontrolleres készülék megépítése, program megírása C nyelven, dokumentáció, bemutatás)

- Részvétel a 3db kötelező házi feladat konzultáción és a beadandók (Moodle-ben feltöltendők) elkészítése.

 

Vizsga: Írásbeli

Jegy: 0.49*HF +0.51*VZH

 

Fontos határidők (részletesen lásd alább):


Házi feladat téma választás
(3.hét):
       február 25.    
Konzulens választás és a választott konzulenssel megbeszélt feladat leírásával kiegészített
VezeteknevKeresztnev_HF.rtf file elküldése az előadónak és a konzulensnek.

 

Jelentkezési link (google doc):HF_jelentkezes

A feketével jelölt rubrikákba nem szabad írni!


1. HF konzultáció
(4.hét):
  A csoport (kedd):    március 2.     B csoport (csütörtök):    március 4.
2. HF konzultáció (7.-8.hét):   A csoport:            március 30.   B csoport:                        március 25.
3. HF konzultáció (12.hét): A csoport:                április 27.      B csoport:                        április 29.
 

Házi feladat bemutatás, doku leadás (utolsó hét és pótlási hét): május 13. és május 20.

HF bemutatás jelentkezési link: HF_bemutatás jelentkezes

Csak egymást követő időpontokra szabad jelentkezni, az elejétől kezdve. Május 20.-án külön de. és du.

 

HF konzulensek:

dr. Benesóczky Zoltán benes@mit.bme.hu                                                          E329.  

Raikovich Tamás rtamas@mit.bme.hu  IE335.

 

Megjegyzések a HF-al kapcsolatban

 

 

A HF-ban összerakott készülék csak az érintésvédelmi szabványoknak megfelelő tápellátásról üzemeltethető (PC, Notebook USB, szabványos bolti tápegység). A készülék semmilyen egyéb módon nem kapcsolódhat a 220V-os hálózathoz! (Pl. Nem kapcsolhat relét, mely hálózatra kapcsolódó vagy egyéb 24 V-nál nagyobb feszültségre kapcsolódó eszközt működtet.)


- A készülék  programját C-ben kötelező megírni. 
Az Arduino szoftver környezet használata tiltott!
-
Felhasználhatók interneten elérhető szoftver könyvtárak.
-
Legalább egy interruptosan használt periféria kezelését teljesen saját programmal kell megoldani.

- Minden készüléknek kommunikálnia kell a PC-vel.  A kommunikációt valamely terminál emulátor programot használva lehet
  bemutatni, azon keresztül a PC-ről parancsokat adva lehessen beállítani/lekérdezni paramétereket, adatokat.
A kommunikációt
  UART/USB átalakítóval lehet megoldani. A javasolt fejlesztői kártyák rendelkeznek ezzel.
- A kívánalmaknak megfelelő dokumentációt le kell adni.

 

Önálló labor keretében aktuálisan készülő mikrokontrolleres készülék is elfogadtatható HF-ként.
Feltételei:

- a megadott határidőre elkészül az itteni előírás szerinti dokumentációval együtt és a hallgató határidőre bemutatja a működést.
- Az előadóval történő személyes egyeztetés szükséges.

 

A házi feladat  hardverét a hallgató maga építi meg. Az alkatrészek költségét a hallgató állja, a megépített készülék a hallgató tulajdona. Az építéshez felhasználható (ezt erősen javasoljuk) megvásárolható mikrokontrolleres fejlesztői kártya. Olyat érdemes választani, amelynél a debuggolás is lehetséges. Legpraktikusabbak a saját beépítet debugger/progamozóval rendelkező kártyák.

A tárgy keretében elsősorban az ATMEL (Microchip) cég ATmega és a Cypress (Infenion) cég PSoC mikrokontrollereivel foglalkozunk. Ezért elsősorban ilyen mikrokontrollert tartalmazó fejlesztői kártyát javasolunk használni.

 

Javasolt fejlesztői kártyák:

1. (8 bites mikrokontroller)  ATmega328p-xmini , vagy ATmega328PB-xmini (Ezek egy olcsó, debuggerrel és UART/USB átalakítóval rendelkező kártyák.)

2. (32 bites PSoC)  CY8CKIT-059  Cypress PSoC (előbbinél kicsit drágább, de sokkal többet tudó debuggerrel és UART/USB átalakítóval rendelkező kártya, programozható logikát továbbá programozható és egymással belül összeköthető analóg egységeket is tartalmaz.)

 

A javasolt fejlesztői kártyák egyik beszerzési lehetősége: FDH

 

Csak debuggolható kártya használata megengedett. Ha a kártya nincs egybeépítve a debuggerrel, akkor a hallgatónak rendelkeznie kell programozó/debuggerrel.

 

Ha nem a javasolt (1., 2.) fejlesztői kártyák közül választ, a kártya megvétele/használata előtt mindenképpen beszéljen a konzulensével!

 

Aki esetleg rendelkezik a mikrokontrolleréhez saját debugger/programozóval, az a fejlesztő rendszere által támogatott mikrokontrollert is használhatja.

 

A HF-hoz szükséges többi hw-t (1-2 IC vagy modul, kijelző, néhány nyomógomb) a megvett kártyához az alábbi módon javasoljuk csatlakoztatni:

a. Próba panelen, ha a hallgatónak van otthoni forrasztási lehetősége. (Nem kell NYÁK-ot tervezni, de ha van tapasztalata benne, akkor nem tiltott.)

b. Akinek nincs otthoni forrasztási lehetősége, annak a fejlesztői kártyához megfelelő breadboard-ot javasoljuk.

Sajnos, rövid időre a második esetben is szükséges forrasztási lehetőség. Ugyanis a javasolt fejlesztői kártyák nem rendelkeznek csatlakozóval, de ilyen mindegyikbe beforrasztható utólag. A fejlesztői kártyákat csak ezután lehetséges a próbapanelhez vagy beradboardhoz csatlakoztatni. Az ATmega328p-xmini-nél a breadboard használata esetén a csatlakozókat nem a standard helyre kell forrasztani, de erről majd előadáson...
A MIT tanszék önálló laborjában előre megbeszélt időpontban elvégezhető a forrasztás, távoktatás idején is. Erről a tárgyfelelőssel vagy konzulenssel kell egyeztetni.

 

 

Javasolt próbapanel típus:
https://www.arwill.hu/termekek/gyartas-kellekei/probapanelek/forrasztos/probanyak-160x100-673739/
gallery thumbnail

 

 

Javasolt breadboard típus:
https://www.hestore.hu/prod_10028527.html

0.64 mm átmérőjű (0.32-035 mm2 keresztmetszetű) egyszálas vezetékkel célszerű használni. Túl vastag vezeték kitágítja a csatlakozóit!
https://www.hestore.hu/prod_10035183.html

 

 

 

 

Az ATmega128P xmini, ahogy megvesszük:

 

 

Példa próbapanellel összerakott készülékekre (ez a javasolt ATmega328p-xmini fejlesztő kártyát használó hw):

 

 

CY8CKIT-059, ahogy megvesszük: CY8CKIT-059 USB csatlakozó módosítás és port csatlakozók beültetése után:

 

Követelmények részletezése

Az aláírás feltételei:

1. Mindhárom kötelező konzultáción való részvétel,

2. A konzultációkra elkészítendő feladatok mindegyikének legalább elfogadható szintű elkészítése.

 

A 2. vagy 3. konzultációra  nem elegendő szintűre elkészített feladat legkésőbb a 14. hétig pótolható, de csak az egyik. Az 1. konzultációra elkészítendő feladat csak 1 héten belül pótolható.

 

Csak az vizsgázhat, aki a félévközi munkáért (a kötelező konzultációkra elkészítendő feladatok) megkapta az aláírást és  legalább 2-es a HF-ra kapott jegye.

 

Félévközi menetrend

 

Teendők a HF téma választási  határidőig:

- Ki kell választani a HF konkrét témáját.
 A témát
saját ötlet alapján javasoljuk kiválasztani.
 Saját ötlet híján 
a web-ről letölthető ajánlott témák közül is lehet választani.

- El kell készíteni a HF rövid leírását ill. előzetes specifikációját.

- A témát és a specifikációt még a határidő előtt  személyesen vagy mail-ben egyeztetni kell a konzulenssel.

- A véglegesítést követően, témaválasztási határidőig   a kiírást fel kell tölteni a Moodle-be, pdf file-ként.
  A kiírást a letölthető
VezeteknevKeresztnev_HF.rtf kiegészítéseként kell elkészíteni, az ajánlott HF kiírásokhoz hasonló formában.
  A file elnevezése:  VezeteknevKeresztnev_HF.rtf
(
Pl. BarotiHuba_HF.rtf A nevetek ékezetek nélkül!)

A kozultációkat egy-egy napon a teljes hallgatói létszám létszám felének tartjuk meg (A és B csoport). Hogy kik tartoznak az egyes csoportokba, azt a WEB-en fogjuk feltüntetni. ( táblázat )

Ugyanez a táblázat mutatja a a vizsga feltételéül szolgáló HF teljesítését is.

Az egyes konzultációkra elkészítendő írásbeli feladatokat pdf file-ban kérjük feltölteni a Moodle-be a hozzárendelt feladathoz a konzultáció előtti nap 12ó-ig.
Az első lap az innen letölthető megfelelően kitöltött dokumentum legyen.

A HF konzultációk  a választott konzulens Teams meeting-jén vagy kontakt órás esetben a szobájában lesznek. Kérem, hogy mindenki pontosan a beosztás szerinti időpontra jcsatlakozzon/jöjjön! (Lásd a táblázat -ot.)

1. HF kiadás és konzultáció (4. hét): 

Elkészítendő feladatok: a HF részletes specifikációja, egy előzetes elképzelés a felhasználandó áramkörökről (választott fejlesztői kártya vagy mikrokontroller, kijelző, szenzor stb.). Aki a tantárgy előtt már foglalkozott mikrokontrollerrel az az elképzelt megvalósításról, működéséről is írjon valamit.

 

2. HF konzultáció (7.-8. hét):

Elkészítendő feladatok:  A kapcsolási rajz első verziója,  előzetes elképzelés a szoftverről.

3. HF konzultáció (12. hét):

Elkészítendő feladatok: Be kell mutatni, a megépített HW-t és beadni az eddig megírt program jól kommentezett forrását és pótolni kell az előző konzultációról esetleg elmaradt dokomentumokat.

A részfeladatokat minden alkalommal legalább elfogadható szintűre kell elkészíteni, ez az aláírás egyik feltétele.

Egyéb konzultációk a konzulenssel egyéni megbeszélés alapján lehetségesek.

 

HF beadás:

Az elkészített HF-ot megvalósító hardvert a fent megadott időpontig a konzulensnek kell bemutatni. A konzulenssel előzőleg mail-ben vagy személyesen egyeztessetek időpontot a bemutatásra, az többnyire nem előadás alatt lesz, de az utolsó előadás időpontja a véghatáridő! Kontakt órás esetben ne felejtsetek otthon semmit, ami a bemutatáshoz kell (kábelek, tápegység stb.) és természetesen a dokumentációt előtte legyen feltöltve a Moodle-be.

 

 

Az előadáson elmagyarázott mintaprogramok letölthetők innen, ezek felhasználhatók a HF megoldásánál:

Mintaprogramok AVR mikrokontrollerhez

Mintaprogramok CY8CKIT-059-hez

 

Fontos a jó minőségű, megfelelően részletes, előírás szerinti (..\HF\hf_kov.pdf) dokumentáció!
A dokumentációt elektronikusan kérjük beadni.
Az első lap az innen letölthető megfelelően kitöltött dokumentum legyen. A dokumentációhoz tartoznak a megírt programok is, de azt külön file-ban várjuk. A teljes lefordítható project könyvtárat zipp-elve kérjük feltölteni. Ha túl nagy, akkor töltsék fel valamely ingyenes web területre és a linket küldjék el.

 

A doku része legyen az elkészített eszközről készült fénykép is (jpg formátum).

A legjobb HF-ok fényképe felkerülhet a tárgy web lapjának fénykép albumába.

 

Csak az vizsgázhat, akinek megvan az aláírása és a legkésőbbi határidőig beadta (bemutatás és doku) a HF-ot (és az elérte az elégségest)

 

Ha a HW valamiért nem működik, akkor is be lehet mutatni, megfelelő készültségi fokú dokumentáció esetén elégséges lehet.

 

A vizsga

Vizsgára csak aláírással és legalább elégséges HF jeggyel rendelkezők mehetnek.

A vizsga anyaga az órán elhangzottak és az elektonikus formában megkapott anyag. Az anyag  minden félévben módosulhat,  szerzői jog védi, a tárgy hallgatói egy példányban jogosultak kinyomtatni. Mindennemű egyéb felhasználása (kölcsönadása is) csak és kizárólag a szerző írásbeli (aláírását is tartalmazó)  hozzájárulásával lehetséges.

 

 

A vizsgák idõpontja és helye (amint ismert, felkerül):
1. május 25.
2. június 1.

3. június 15.


Last Updated on 2021. 05. 11.
By Benesóczky Zoltán
Email: benes@mit.bme.hu