Informatikwerkstatt-MR WS 14/15
(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. [Folien zur Einführungsveranstaltung]
Gruppenauswahl
Die wesentliche Abgrenzung der Gruppe MR zu den anderen Gruppen ist, dass die Arbeiten ausschließlich im Labor stattfinden und dass überwiegend programmiert wird. Für Mikrorechner ist die Programmentwicklung insbesondere im Vergleich zur Lego-Programmierung aufwändiger. 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 höhere Einarbeits- und Programmieraufwand lässt wenig Zeit für andere Aktivitäten.
- Die Gruppe MR ist für Studienanfänger zu empfehlen, 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.
Die Teilnehmerzahl der Gruppe MR ist durch die Laborgröße auf 15 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: Praxisvorträge I
- 14. Vorlesungswoche:
- Mo. 02.02.2015 17 bis 19 Uhr, Inst. Math. Raum 010: Abschlusspräsentation Gruppe MR
- MI. 04.02.2015 09 bis 12 Uhr: Praxisvortrag II und Abschlusspräsentation der Gruppen LM/WI
Zur Abschlusspräsentation erstellt jede Gruppe 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"
Cerebot 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 Gruppe bekommt eine Kiste mit je einer CEREBOT-Baugruppe je Teilnehmer, einem Fahrzeugbausatz und einem Satz von PMODs und Sensoren.
Teilnehmer
Teilnehmer und gelöste Aufgaben
| MatrikelNr | Team | A1(1-8) | A2(1-5) | A3(1-11) | A4(1-6) | A5(1-3) | A6(1-11) | A7(1-7) | A8(1-4) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 420556 | A | A1(1-8) | A2(1-5) | A3(1-5,8-9) | A4(3-5) | A5(1-2) | A6(1-2) | A7(2-4) | A8(1-3) |
| 411309 | A | A1(1-8) | A2(1-5) | A3(1-5) | A4(3-5) | A5(1-2) | A6(1-2) | A7(2-4) | A8(1-3) |
| 380438 | B | A1(1-5) | A2(1-5) | A3(1-6,9) | A4(1-2) | A5(1-2) | A6(1-3,6) | A7(1-4,6) | A8(1-4) |
| 381453 | B | A1(4) | A2(1-5) | A3(1-6,9) | A4(1-2) | A5(1-2) | A6(1-3,6) | A7(1-4,6) | A8(1-4) |
| 444657 | B | A1(1-5) | A2(1-5) | A3(1-6,9) | A4(1-2) | A5(1-2) | A6(1-3,6) | A7(1-4,6) | A8(1-4) |
| 447344 | C | A1(1-3) | A2(1-5) | A3(1-4) | A4(0) | A5(0) | A6(1-5) | A7(0) | A8(0) |
| 450021 | C | A1(0) | A2(1-5) | A3(0) | A4(0) | A5(0) | A6(1-5) | A7(0) | A8(0) |
| 442514 | D | A1(1-4) | A2(0) | A3(1-4,9) | A4(3) | A5(3) | A6(2,4) | A7(0) | A8(0) |
| 434492 | D | A1(1-4) | A2(1-5) | A3(0) | A4(3,5) | A5(3) | A6(2,4) | A7(0) | A8(0) |
| 443515 | D | A1(1-2) | A2(1-5) | A3(1-3) | A4(0) | A5(3) | A6(2,4) | A7(0) | A8(0) |
| 450100 | E | A1(1-8) | A2(1-5) | A3(1-5) | A4(1-4) | A5(2-3) | A6(0) | A7(2-6) | A8(0) |
| 447447 | E | A1(1-8) | A2(1-5) | A3(1-11) | A4(1-4) | A5(2-3) | A6(0) | A7(2-6) | A8(0) |
| 445029 | F | A1(1-8) | A2(1-5) | A3(0) | A4(4-5) | A5(2-4) | A6(1-2) | A7(2-4) | A8(3-4) |
| 443560 | F | A1(1-7) | A2(1-5) | A3(0) | A4(4-5) | A5(2-4) | A6(1-2) | A7(2-4) | A8(3-4) |
| 444011 | F | A1(1-8) | A2(1-5) | A3(0) | A4(4-5) | A5(2-4) | A6(1-2) | A7(2-4) | A8(3-4) |