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© Guido Kramann

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Mikrocontroller
1 Einfuehrung
..1.1 Entwicklungsgeschichtliches
..1.2 Maschinensprache
..1.3 Assemblerbeispiel
..1.4 Sprachwahl
..1.5 Praxis
....1.5.1 Digital_IO
....1.5.2 Byteoperationen
....1.5.3 AVR_Studio
....1.5.4 Testboard
....1.5.5 Aufgaben
....1.5.6 Do_it_yourself
......1.5.6.1 Ampel
......1.5.6.2 Programmierer
..1.6 Literatur
..1.7 Programmierer
....1.7.1 Bauverlauf
....1.7.2 KurzreferenzLow
....1.7.2 Kurzreferenz_16PU
..1.8 Uebung1
..1.9 BoardAtHome
....1.9.1 Software
....1.9.2 Hardware
....1.9.3 Knoppix
....1.9.4 Aufbau
....1.9.5 LED
2 Oszillator
..2.1 Assembler
..2.2 Interner_RC
..2.3 Quarz
..2.4 Taktgenerator
3 DigitalIO
..3.1 Elektrische_Eigenschaften
..3.2 Pullup_Widerstaende
..3.3 Bitmasken_Eingang
..3.4 Bitmasken_Ausgang
..3.5 Tic_Tac_Toe
....3.5.1 DuoLEDs
....3.5.2 Schaltplan
....3.5.3 Spielfeld
....3.5.4 Anwahl
....3.5.5 Kontrolle
..3.6 Laboruebung2
..3.7 Laboruebung2_alt
4 PWM
..4.1 Prinzip
..4.2 Nutzen
..4.3 Generierung
..4.4 Programmierung
..4.5 Servos
..4.7 Laboruebung3
..4.8 LoesungUE3
..4.9 Uebung6
5 LichtKlangKugeln
..5.1 LED
..5.2 RGB
..5.3 Sensoren
..5.4 lautsprecher
..5.5 tonerzeugung
6 UART
..6.1 Bussysteme
..6.2 UART
..6.3 RS232
..6.4 Hardware
..6.5 Senden
..6.6 Hyperterminal
..6.7 Empfangen
..6.8 Broadcast
..6.9 Uebung4
7 Infrarot
..7.1 schalten
..7.2 seriell
..7.3 Uebung
8 OOP
..8.1 Probleme
..8.2 Konzept
..8.3 Statisch
..8.4 Datentypen
..8.5 RS232
....8.5.1 Prozedural
....8.5.2 Analyse
....8.5.3 Umsetzung
....8.5.4 Vererbung
....8.5.5 Statisch
....8.5.6 Performance
..8.6 Fahrzeug
9 ADW
..9.1 ADW
..9.2 Zaehler
10 Peripherie
..10.1 RS232Menue
..10.2 ASCIIDisplay
..10.3 Tastenmatrix
..10.4 Schrittmotor
..10.5 Zaehler
..10.6 Uebung7
11 SPI
..11.1 Testanordnung
..11.2 Register
..11.3 Test1
..11.4 Test2_Interrupt
..11.5 Test3_2Slaves
..11.6 Laboruebung
12 EEPROM
13 I2C
..13.1 MasterSendByte
..13.2 MasterSend2Bytes
..13.3 MasterReceiveByte
..13.4 MasterReceive2Bytes
14 Anwendungen
..14.1 Mechatroniklabor
....14.1.1 Biegelinie
....14.1.2 Ausbruchsicherung
....14.1.3 Einachser
....14.1.4 AV
....14.1.5 Vierradlenkung
....14.1.6 Kommunikation
..14.2 Sinuserzeugung
....14.2.1 Variante1
....14.2.2 Variante2
....14.2.3 Variante3
....14.2.4 Variante4
..14.3 Laboruebung8
..14.4 Loesung_Ue8
..14.5 SPI_Nachtrag
20 Xubuntu

14.1 Mechatroniklabor

Schema eines mechatronischen Systems

Bild 14.1-1: Schema eines mechatronischen Systems

  • Die Versuche im Mechatroniklabor sind das Resultat vieler sich ständig ändernder, oft aufeinander aufbauenender Projekte.
  • Die Projekte werden teilweise von den Lehrenden selber bearbeitet, zu einem großen Teil aber als Semester- oder Abschlußarbeiten der Studierenden vergeben.
  • Ziel dieser Entwicklungen ist es, nach einigen Jahren eine Vielzahl an interessanten mechatronischen Anwendungen zu haben.
  • Eine zentrale Rolle bei der technischen Umsetzung der Projekte spielen mittlerweile die Mikrocontroller.
  • Es erfordert ein gehöriges Maß an Voraussicht, Verantwortungsbewußtsein und guter Dokumantation seitens derjenigen , die die Projekte bearbeiten, dass dann auf den entstehenden Resultate tatsächlich in weiterfühenden Folgeprojekten aufgebaut werden kann.
  • In der Mechatronik geht es immer darum, mechanischen Systemen durch die Applikation von Sensoren und Aktuatoren, die über einen Regelalgorithmus verkoppelt sind, ein neues Verhalten aufzuprägen.
  • Hieraus ergeben sich eine Reihe an typischen Problemen, die mit Hilfe von Mikrocontrollern gelöst werden müssen.
  • Deshalb ist es auch möglich im folgenden die typischen Anwendungsfälle für die Mikrocontrollertechnik aufzuzeigen:
Schema eines mechatronischen Systems

Bild 14.1-2: Typische Aufgaben, die in der Mechatronik mit Mikrocontrollern gelöst werden müssen.

  • Neben diesen Hauptaufgaben, fallen weitere Aufgaben an, die mit Mikrocontrollern gelöst werden, die mit Kommunikation zu tun haben.
  • Mensch - Maschine-Kommunikation - Der Mikrocontroller muß Rückmeldung über seinen innneren Zustand an die Entwickler geben können und auch interaktive Elemente bereitstellen, um an bestimmte Bedingungen anpaßbar zu sein.
  • Maschine - Maschine-Kommunikation - Der Mikrocontroller hat eine recht begrenzte Leistung. Es lassen sich aber über die verfügbaren Bussysteme leicht Netzwerke von Mikrocontroller bilden, die unterschiedliche Aufgaben in einem Gesamtsystem ergeben und miteinander kommunizieren.
Schema eines mechatronischen Systems

Bild 14.1-3: Nebenaufgaben des Mikrocontrollers aus dem Themenfeld "Kommunikation".