Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Mikrokontroller laboratórium

    A tantárgy angol neve: Microcontroller Laboratory Exercises

    Adatlap utolsó módosítása: 2016. április 24.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki szak, BSc képzés           

    Beágyazott és irányító rendszerek szakirány           

    Számítógép-alapú rendszerek ágazat           

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIAUAC08 6 0/0/3/f 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Tevesz Gábor, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Tevesz Gábor

    egyetemi docens

    AUT

    Szabó Zoltán

    mérnöktanár

    AUT

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Mikrokontroller alapú rendszerek, Beágyazott operációs rendszerek és kliens alkalmazások

     
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    (((TargyEredmeny( "BMEVIAUAC06" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TargyEredmeny( "BMEVIAUA348" , "jegy" , _ ) >= 2 )
    ÉS
    (TargyEredmeny("BMEVIAUAC07" , "jegy" , _ ) >= 2 VAGY
    TargyEredmeny("BMEVIAUAC07", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0 )

    ÉS
    TargyEredmeny("BMEVIAUAL02" , "jegy" , _ ) >= 2

    ÉS
    Szakirany("AVINszgepalrend", _) )


    VAGY Training.code=("5NAA7")




    VAGY Szakirany("AVIszgalr", _) )


    ÉS NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIAUA351" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIAUA351", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0 )

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:
    ---
    7. A tantárgy célkitűzése

    A tárgy célja, hogy bemutassa a korszerű mikrokontrollerekkel történő hardver tervezési és  hardverközeli programozási lépéseit, a folyamatszabályozáshoz nélkülözhetetlen PLC-k alkalmazási lehetőségeit, valamint a beágyazott rendszerekben alkalmazott operációs rendszerek és a kapcsolódó kliensalkalmazások fejlesztésének alapvető fogásait.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    1-2. Mikrokontrollerek kommunikációjának vizsgálata

    A méréseken a hallgatók egyszerű programozási feladatok megoldásával vizsgálatokat végeznek a mikrokontrolleres alkalmazások tipikus belső (SPI, I2C) és külső (RS232, RS485, CAN) kommunikációs csatornáinak vizsgálatára.

    3. Illesztési feladatok mikrokontrollerekre

    A mérés célja egyrészt gyakorlati tapasztalatok szerzése az inkrementális szöghelyzet adó és hídkapcsolású DC/DC átalakító mikrokontrollerhez való illesztésével kapcsolatban. Másrészt a hallgatók megismertetése az állandó mágneses egyenáramú motor fordulatszám változatási és pozicionálási módszereivel.

    4. PLC programozási alapismeretek

    A technológiai folyamatok felügyelete, vezérlése napjainkra szinte kivétel nélkül PLC-k alkalmazásával történik. A mérés célja a PLC-k működésének és programozási lehetőségeinek megismertetése a hallgatókkal egyszerű feladatokon keresztül.

    5. Desztillációs oszlop irányítása PLC-vel

    A technológiai folyamatok irányítására ma már elsősorban számítógépes rendszereket alkalmaznak. A mérés során a hallgatók megismerkednek egy gyakran alkalmazott ipari technológia laboratóriumban megépített félüzemi modelljével és annak korszerű irányítási rendszerével. Tanulmányozzák az ipari folyamatok irányítására alkalmazott legfontosabb érzékelőket, az intelligens távadókat, az irányítást végző, hálózatban működő PLC-ket (Simatic S7). Megismerik egy modern kezelői felület használatát. Az ipari gyakorlatban jól alkalmazható közelítő módszerekkel elvégzik a rendszer legfontosabb szabályozási köreinek behangolását.

    6. Beágyazott operációs rendszerek használata

    A komplex beágyazott ipari rendszerek – szinte kivétel nélkül – valamilyen beágyazott operációs rendszer felhasználásával készülnek. Minden beágyazott eszközökkel foglalkozó mérnökkel szemben alapvető elvárás, hogy alap szinten tisztában legyen a beágyazott operációs rendszerek működésével, az általuk nyújtott alap és kiegészítő szolgáltatásokkal. A laboratórium keretében a hallgatók megismerkednek egy méltán népszerű beágyazott operációs rendszerrel, egy egyszerű alkalmazás elkészítésén keresztül betekintést nyernek a beágyazott operációs rendszeren alapuló szoftverfejlesztés gyakorlatába. A mérésen a hallgatók az oktatási célra ingyenesen használható, minden fontos komponenst tartalmazó jól dokumentált, és széles körben használt μC/OS-II operációs rendszert használják a rendszer elkészítéséhez.

    7. Document-View architektúra alkalmazása vastagkliens alkalmazásokban

    A kliensalkalmazások fejlesztése során az egyik leggyakrabban alkalmazott tervezési minta a Document-View architektúra. A Document-View architektúrát alkalmazva a mérés során a hallgatók elkészítenek egy naplózott mérési adatokat többféle nézetben megjelenítő kliensalkalmazást.

    8. Többszálú alkalmazások fejlesztése

    A korszerű grafikus felhasználói felületekkel szemben alapvető elvárás, hogy folyamatosan reszponzívak (alkalmazkodók, engedékenyek) legyenek. Azokat a feladatokat, melyek a felhasználói felületet blokkolnák, másik szálon kell megvalósítani. A mérés keretében a hallgatók megismerkednek a többszálú alkalmazások fejlesztésének alapvető fogásaival, a szálak szinkronizálásának lehetőségeivel egy vastagkliens alkalmazás kifejlesztésén keresztül.

    9. Hálózatkezelés megvalósítása vastagkliens alkalmazásokban

    A beágyazott eszközök egyre nagyobb arányban tartalmaznak internethez történő kapcsolódást lehetővé tevő hardver/szoftver elemeket, melyek segítségével az eszközök távfelügyelete az internet használatával lehetővé válik. A mérés során egy ilyen internetre csatlakoztatott beágyazott eszköz távfelügyeletét megvalósító vastagkliens alkalmazás (mért adatok megjelenítése, vezérlés) elkészítése a hallgatók feladata.

    10. Önálló tervezési feladat

    A félév elején a hallgatók egy STM32Nucleo mikrokontrolleres kitet és ehhez egy önálló tervezési (rész-) feladatot kapnak, amely során egy adott illesztési/irányítási feladatot kell megoldaniuk. Ezen a mérésen az általuk elkészített hardver-szoftver megoldást mutatják be a mérésvezetőnek, és átadják a munkához tartozó tervezési dokumentációt.

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    A tárgy anyaga 10 db 4 órás laboratóriumi mérésből áll, melyet az Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék szakirány laboratóriumában kell elvégezni.

     

    10. Követelmények

    a.              A szorgalmi időszakban:

    • 9 db 4 órás laboratóriumi mérés anyagának elsajátítása, a mérések elvégzése és a mérési jegyzőkönyvek elkészítése az előírt ütemezés szerint
    • 1 db önállóan megoldandó házi feladat megoldása, ennek a 10. mérési alkalommal működőképes állapotban történő bemutatása, valamint a fejlesztési dokumentáció átadása.

    b.             A vizsgaidőszakban:            nincs

    c.              Elővizsga:                            nincs

    A gyakorlati jegy megszerzésének feltétele valamennyi mérés sikeres (legalább elégséges szintre történő) elvégzése. A hallgató a mérésekre egy-egy osztályzatot kap (felelet, mérési munka és jegyzőkönyv alapján), a gyakorlati jegy a mérésre kapott jegyek átlaga.

    11. Pótlási lehetőségek

    A mérésekhez összesen 2 db pótlási lehetőséget biztosítunk. Mérés kizárólag a szorgalmi időszakban pótolható a mérésvezetővel vagy a tárgyfelelőssel előre egyeztetett időpontban.

     
    12. Konzultációs lehetőségek

    A mérést vezető mérésvezetővel, előre egyeztetett időpontban.

     
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    A mérésekhez rendelkezésre állnak a felkészülést segítő (többnyire elektronikus) mérési útmutatók és segédanyagok.

     
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra

    40

    Félévközi készülés órákra

    40

    Felkészülés zárthelyire

    0

    Házi feladat elkészítése

    40

    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

    0

    Vizsgafelkészülés

    0

    Összesen

    120

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Intézet:

    Dr. Tevesz Gábor

    egyetemi docens

    AUT

    Szabó Zoltán

    mérnöktanár

    AUT