A Mikrokontrollerek alkalmazástechnikája tárggyal kapcsolatos hirdetmények

A tárgy indításához a minimum létszám (a NEPTUN kiírásával szemben) 10 fő, ez aktuálisan már teljesül.
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 és nem tanult/tanul kizáró tematikájú tárgyat.

A tárgy keretében a hallgatók megismerkednek a mikrokontrollerek felépítésével, működésével, perifériáival és azok programozásával (C nyelven, de picit 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 Infineon-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 2. 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 a működését kell bemutatni és a dokumentációját leadni.) Az ismereteikről a vizsga időszakban írásbeli vizsgán adnak számot.

- 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.

Házi feladat téma választás (3.hét): február 27.-ig
Konzulens választás és a választott konzulenssel (mail-ben és/vagy személyesen) megbeszélt feladat leírásával kiegészített VezeteknevKeresztnev_HF.rtf file feltöltése a Moodle-re.

Az első konzultáció a csütörtökön lesz és azt követő hét kedden (mivel márc. 21. 12ó-tól dékáni szünet.)
1. HF konzultáció (4.hét): A csoport (kedd):    március 4.     B csoport (csütörtök):    március 6.
2. HF konzultáció (8.hét): A csoport:                április 1.       B csoport:                        április 3.
3. HF konzultáció (12.hét): A csoport:                május 6.     B csoport:                          május 8.

Házi feladat bemutatás, doku leadás (utolsó hét ea.időpontban és pótlási hét de., du.): május 22. cs és május 29. cs

Csak egymást követő időpontokra szabad jelentkezni, az elejétől kezdve. Május 29.-én külön de. és du.

HF konzulensek:
dr. Benesóczky Zoltán benes@mit.bme.hu kontakt órás konzultációk (E329)
Raikovich Tamás rtamas@mit.bme.hu kontakt órás konzultációk (IE335)

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 kérümk használni. Ettől eltérni csak a konzulenssel előzetesen egyeztetve lehet.

Javasolt fejlesztői kártyák (mindegyik rendelkezik USB-n PC-hez csatlakoztatható debugger egységgel és UART/USB átalakítóval):

1. CY8CKIT-059 32 bites ARM Cortex M3 PSoC max. 80MHz 256k FLASH, 64k RAM, 2k EEPROM) Van benne programozható logika. Beépített perifériák: 4xTimer/Couner/PWM, 1xI2C, programozható logikából előállítható perifériák pl: UART, SPI, Timer/Counter/PWM stb. Analóg perifériák: 2x10 bites SAR ADC, 1x max. 20bites DelSig ADC, 4x 8 bites DAC, analóg multiplexerek, analóg komparátorok, erősítők. A perifériá belső huzalozással összeköthetők (külön a digitális, külön az analóg egységek). Az összes közül a legnagyobb tudású kártya. (A specialitásai miatt nem fair a másik kettőhöz hasonlítani.) 38 felhasználható port bitje van. Ára ugyan a legmagasabb, de ár érték arányban nagyon, jó fejlesztői környezete kényelmes.

2. ATmega328P-xmini (8 bites mikrokontroller, max, 16MHz), 32kb FLASH, 2k RAM, 1k EEPROM) 1xUART 1xSPI, 1xI2C, 2x8bites Timer, 1x16bits Timer, 1x10 bites ADC, kivezetve 20 port bit. (Ára az előbbihez közelít, de erőforrásokban annál jóval gyengébb, azonban fejlesztői környezte könnyen megtanulható.)

3. LPC845-BRK (32 bites ARM magos 30MHz, 64k FLASH, 8k RAM) 32 port bit, 1xSystem tick timer, 1xáltalános felhasználású timer, 1xSCTimer, 4xMulti Rate Timer, 5xUART, 4xI2C, 2xSPI, 1x12 bites ADC, 2x10 bites DAC A három közül ez a legolcsóbb kártya de a második legnagyobb tudású, azonban fejlesztői környezete kissé komplex.

A javasolt fejlesztői kártyák egyik beszerzési lehetősége: FDH (Budapesten ingyen szállít.)

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. 3.) fejlesztői kártyák közül választ, a kártya megvétele/használata előtt mindenképpen beszéljen a HF 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. Erről a tárgyfelelőssel vagy konzulenssel kell egyeztetni.

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

ACY8CKIT-059 és az LPC845-BRK is csatlakozók nélkül kapható. A CY8CKIT-059 egyik USB-je eredetileg NYÁK csatlakozós, de azt a stabil kontaktus miatt célszerű SMD USB csatlakozót ráforrasztrani.
Külső egységek ill. breadboard használata esetén szintén csatlakozók beforrasztására van szükség. Tüskesor beforrasztrása helyett tüskesor anyát javasolok és ahhoz olyan tüskesort, amelynek mindkét oldala 6mm hosszú. Így a kártya olyan magas lesz, hogy alá is beférnek alkatrészek és a tüskesorhoz nem tud semmi hozzáérni, így véletlen zárlat ellen is véd.

LPC845-BRK beforrasztott csatlakozókkal

LPC845-BRK breadboardon

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.

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

- 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 konzultációs hét hétfő 12ó-ig.
Az első lap az innen letölthető megfelelően kitöltött dokumentum legyen.

A HF konzultációk alapesetben a választott konzulens szobájában lesznek. Kérem, hogy mindenki pontosan a beosztás szerinti időpontra jöjjön! (Lásd a táblázat -ot.)

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.

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

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 (akár Teams-es konzultáció).

Az elkészített HF-ot megvalósító hardvert a HF bemutatásra választott időpontban (HF_bemutatás_jelentkezési_link) a konzulensnek kell bemutatni. Korábbi bemutatás is lehetséges, a konzulenssel előzetesen egyeztetett időpontban. A bemutatáskor ne felejtsetek otthon semmit, ami a bemutatáshoz kell (kábelek, tápegység stb.) és természetesen a dokumentáció előtte legyen feltöltve a Moodle-be.

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

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. A lefordíthatóságot ellenőrizni kell. Minden a fordításhoz szükséges file-t tartalmaznia kell a zip-nek. 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.

Vizsgára csak aláírással és legalább elégséges HF jeggyel rendelkezők mehetnek.

A vizsga anyaga az órán elhangzottak és az elektronikus 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. Első vizsgahéten valamikor...
2. Második vizsgahéten valamikor...
3. Harmadik vizsgahéten valamikor...

A Mikrokontrollerek alkalmazástechnikája hirdetmények