Informatikwerkstatt-MR WS 13/14
(G. Kemnitz, C. Giesemann)
Die Informatikwerkstatt gibt einen ersten praxisorientierten Einblick in die typischen Arbeitsfelder und berufsbezogene Tätigkeiten von InformatikerInnen. Die Studierenden werden im Team an vordefinierten und selbstgewählten Projekten typische Aktivitäten der Informatik herangeführt.
| Mikrorechner" ist das praktische Ziel, ein Roboterfahrzeug aus einem System von Mikrorechnerbaugruppen und mechanischen Bauteilen aufzubauen und das gewünschte Verhalten einzuprogrammieren. Dazu wird in der ersten Projektphase die C-Programmierung mit AVR-Studio eingeführt und geübt. Die Mini-Projekte der zweiten Phase umfassen Beispiele für die Motoransteuerung die Wegemessung, das Lesen und Verarbeiten der Daten vom Abstands- und den Bodensensoren. |
Die Arbeiten erfolgen im Labor. Es stehen ein sachkundiger Betreuer, der Fragen beantwortet, Labormesstechnik und auf Wunsch Löt- und mechanische Arbeitsplätze zur Verfügung.
Gruppenauswahl
Die wesentliche Abgrenzung der Gruppe 3 (MR) zu den anderen Gruppen ist, dass die Arbeiten ausschließlich im Labor am Rechner stattfinden. Für Mikrorechner ist die Programmentwicklung aufwändiger. Während in den anderen Gruppen auf die Anwendung abgestimmte Funktionsbausteine kombiniert werden, sind diese Funktionsbausteine für einen Mikrorechner selbst zu programmieren bzw. anzupassen. Beispiel sei die Ansteuerung eines Antriebsmotors, in Lego Mindstorms die Übergabe einer Zahl, bei einem Mikrorechner ein Programm, das bestimmte Ausgangsleitungen tausend mal in der Sekunde ein- und ausschaltet. Der höher anzusetzende Arbeitsaufwand am Rechner lässt weniger Zeit für Projektplanungsaktivitäten.
- Die Gruppe MR ist nachdrücklich zu empfehlen für Studienanfänger, die schon Erfahrungen mit Mikrorechnern haben und/oder sich das als späteres Berufsfeld vorstellen können (z.B. Entwurf und Programmierung von Maschinensteuerungen). Die Nachfrage der Wirtschaft nach Mikrorechnerexperten ist in Deutschland deutlich größer als das Angebot.
- Studienanfängern, die nach eigener Einschätzung aus der Schule gute Fähigkeiten in der Team- und Projektarbeit, aber kaum oder keine Programmierkenntnisse mitbringen, bietet die Gruppe MR mehr Programmierübungszeit als die beiden anderen Gruppen. Das Studium setzt im Weiteren gute Programmierfertigkeiten voraus.
- Studienanfängern, die aus der Schule kaum Erfahrungen in der Projekt- und Teamarbeit mitbringen ODER kein Interesse an Mikrorechnern haben ODER bodenständige Programmierung mit Bits und Bytes ablehnen, mögen ein andere Gruppe wählen.
Die Teilnehmerzahl der Gruppe 3 (MR) ist durch die Laborgröße auf 14 Plätze beschränkt. Falls es Interessenten auf der Warteliste gibt, werden angemeldete Teilnehmer, die ohne vorherige Absprache nicht erscheinen, automatisch abgemeldet.
Organisation
Zentrale Veranstaltungen (für alle Gruppen der Informatikwerkstatt)
- 1. Vorlesungswoche: Einführungsveranstaltung: Ziele, Ablauf, Methodik, Zeitplan
- 9. Vorlesungswoche (19.12.2013): Praxisvorträge I und II: Frühere Absolventen berichten über ihre Erfahrungen in der Praxis
- 14. Vorlesungswoche (06.02.2014): Praxisvortrag III und Präsentation der Ergebnisse: Jede Gruppe erstellt ein Poster und präsentiert das von ihr entwickelte Exponat wie auf einer Fachmesse.
Dezentrale Veranstaltungen der Gruppen 3 (MR)
| VL-Woche | Thema | Foliensatz | vorbereitete Projekte |
|---|---|---|---|
| 2 | Bitverarbeitung | [F1] | |
| 3 | serieller Datenaustausch | [F2] | |
| 4 | Variablen, Funktionen, Fallunterscheidungen, Schleifen | [F3] | 1 |
| 5 | Joystick und Motorsteuerung | [F4] | 2, 3 |
| 6 | Boden- und Abstandssensor | [F5] | 4, 5 |
| 7 | Schrittketten | [F6] | 6, 7, 8 |
| 8 | Interrupts, LCD-Zustandsmonitor, Steuerschrittfunktion | [F7] | 9, 10, 11 |
| 10 | Kommandointerpreter, PWM, PI-Regler | [F8] | 12, 13, 14 |
| 11-13 | Projekt |
Boolsche Logik, Zahlendarstellung und C-Programmierung werden parallel in der Veranstaltung Informatik I eingeführt. Diese Veranstaltung erwartet, dass Informatik I vorher oder im selben Semester gehört wird, und ergänzt zu diesen Themen hauptsächlich mikrorechnertypische Beispiele und Besonderheiten.
Vorbereitete Projekte
Dokumente
Mikrorechnerentwicklungsboard "Cerebot"
Das ist ein Versuchsboard mit einem 8-Bit ATmega64 Prozessor mit Ansteckmöglichkeiten für zahlreiche Erweiterungsmodule. Sie benötigen ein Netzteil, ein Prozessorboard, einen Dragon-Programmierer und optional je nach zu lösender Aufgabe die passenden Pmod-Module. Das zu installierende Entwicklungssystem ist AVR-Studio, funktioniert nur unter Windows und ist hier zu finden.
- [Beschreibung] und [Schaltplan] des Versuchsboards Cerebot
- [Dokumentation] , [Befehlssatz] des Prozessors ATmega64
Fahrzeugbausatz und Ansteckmodule
| Typ | Beschreibung | Schaltplan |
|---|---|---|
| Fahrzeugbausatz | Anbieter [Montage.pdf] | |
| 4 Schalter | [PmodSWT_rm.pdf] | [PmodSWT_sch.pdf] |
| Joystick | [PmodJSTK_rm.pdf] | [PmodJSTK_sch.pdf] |
| 8 Leuchtdioden | [Pmod8LD_rm.pdf] | [Pmod8LD_sch.pdf] |
| LC-Display | [PmodCLS_rm.pdf] | [PmodCLS_sch.pdf] |
| USB / serielle Schnittstelle | [PmodUSBUART_rm.pdf] | [PmodUSBUART_sch.pdf] |
| H-Brücke | [PmodHB5_rm.pdf] | |
| Trigger für IR-Reflexlichtschranken | [PmodLS1_rm.pdf] | [PmodLS1_sch.pdf] |
| Blue-Tooth | [PmodBT2_rm.pdf] | [PmodBT2_sch.pdf] |
| IR-Reflexlichtschranke | [QRB1134-Fairchild.pdf] | |
| IR-Abstandssensor | [IR Range Sensor rm.pdf] |
Jede Zweiergruppe bekommt eine Kiste mit zwei CEREBOT-Baugruppen, einem Fahrzeugbausatz und einem Satz von PMODs und Sensoren.
Teilnehmer
Teilnehmer und gelöste Aufgaben
| Matrikel-Nr. | A1(1-8) | A2(1-5) | A3(1-11) | A4(1-6) | A5(1-3) | A6(1-11) | A7(1-?) | A8(1-?) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 430618 | A1(1-3) | A2(1,5) | A3(4-5) | A4(1,4-5) | A5(0) | A6(1,5-6) | A7(0) | A8(0) |
| 432751 | A1(1-4,7-8) | A2 | A3(0) | A4(1,4-5) | A5(1) | A6(5-7) | A7(0) | A8(0) |
| 432713 | A1(1-6) | A2(1,3-4) | A3(0) | A4(1,4-5) | A5(1) | A6(0) | A7(0) | A8(0) |
| 309929 | A1(1-4) | A2 | A3(1-4) | A4(5) | A5(1-2) | A6(1-2,5-6) | A7(0) | A8(0) |
| 428970 | A1(1-4,6-8) | A2 | A3(0) | A4(1,4) | A5(1) | A6(5-7) | A7(0) | A8(0) |
| 433453 | A1(1-4) | A2(5) | A3(0) | A4(1,4-5) | A5(1) | A6(0) | A7(0) | A8(0) |
| 430498 | A1(1-6) | A2(1,3-4) | A3(0) | A4(1,4-5) | A5(1) | A6(0) | A7(0) | A8(0) |
| 430845 | A1(1-4) | A2(1) | A3(0) | A4(0) | A5(1) | A6(0) | A7(0) | A8(0) |
| 429902 | A1(1-5) | A2(1-5) | A3(0) | A4(1,4) | A5(1-2) | A6(1-2,5-6) | A7(0) | A8(0) |
| 430326 | A1(1-2,4,7) | A2 | A3(1-6) | A4(1,4-5) | A5(1-2) | A6(0) | A7(0) | A8(0) |
| 432108 | A1(1-4,7) | A2(4-5) | A3(4-5) | A4(1,4-5) | A5(0) | A6(1,5-6) | A7(0) | A8(0) |
| 431413 | A1(1-2,4,6-7) | A2(1,5) | A3(4-5) | A4(1,4-5) | A5(0) | A6(1,5-6) | A7(0) | A8(0) |
| 429469 | A1(1-6) | A2(0) | A3(0) | A4(1,4-5) | A5(1-2) | A6(0) | A7(0) | A8(0) |
| 418454 | A1(1-5) | A2(0) | A3(0) | A4(0) | A5(0) | A6(5) | A7(0) | A8(0) |