Aktuellle Informationen
Der erste Praktikumstermin im Jahr 2009 ist der 13. Januar. Aufgrund der Personalversammlung findet am 24.11.2008 das Praktikum über Anwendungen der Mikrorechner nicht statt.
Der 4. Versuch wird in der darauf folgenden Woche durchgeführt.
Am Dienstag den 2. Juni 2009 findet das Praktikum statt.
Vorbesprechung und Anmeldung für das Wintersemester 2010/11
| Datum: | 20.10.2010 |
| Uhrzeit: | 13:15 Uhr |
| Hörsaal: | Physik, kleiner Hörsaal B, Geb. 30.22 |
Hier werden die Praktikumsversuche kurz vorgestellt sowie die Gruppeneinteilung und die Praktikumstermine festgelegt. Eine Voranmeldung ist nicht nötig.
Das Praktikum über Anwendungen der Mikrorechner wird im SS08 evtl. zusätzlich als zweiwöchiges Blockpraktikum vor Vorlesungsbeginn angeboten. Weitere Informationen hierzu finden Sie im Physikhochhaus am Schwarzen Brett im EG um im 11. Stock
Praktikumsbeginn im Sommersemester 2010
Gruppe 1: Dienstag, 20.4.10, 14:00 - 17:00 Uhr
Gruppe 2: Mittwoch, 21.4.10, 14:00 - 17:00 Uhr
Gruppe 3: Donnerstag, 22.4.10, 11:30 - 14:30 Uhr
Praktikumsort
Westhochschule, Gebäude 6.41, Raum 101
Achtung!
Das Vorbereitungsformular für Versuch9/10 erhalten Sie auch hier:In der Woche vom 5.12.05 bis 9.12.05 findet kein Praktikum statt.
In der Woche vom 19.12.05. bis 23.12.05 findet ebenfall kein Praktikum statt.
Im neuen Jahr wird das Praktikum am 11.01.06 bzw. 12.01.06 fortgesetzt.
Hinweise
Vorbereitung zu Versuch 1Wichtig für ein erfolgreiches Arbeiten im Mikrorechnerpraktikum ist eine sorgfälltige Vorbereitung. Lesen Sie sich dazu das Skript "Versuch1_PSoC_Einfuehrung_Beschreibung_081028.pdf" gründlich durch.
Das Vorbereitungsblatt "Versuch1_PSoC_Einfuehrung_Vorbereitung_081028.pdf" bringen Sie ausgefüllt zum ersten Praktikumstermin mit. Zur Bewertung geben Sie es zu Beginn einem der Betreuer.
Zum programmieren des Mikrocontrollers wird im Praktikum die integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) PSoC-Designer von Cypress eingesetzt. Dieses kostenlose Programm kann über die Webseite http://www.cypress.com/ herunter geladen werden. Damit haben Sie zusätzlich die Möglichkeit ihre Programme zuhause vorzubereiten und gewinnen somit Zeit für das Testen während des Praktikumtermins.
Bis spätestens Mittwoch, den 29.10.08 wird der Download mit den Unterlagen zu Versuch 1 online gestellt.
Hinweise
Die Programmvorlagen für Versuch 2 können Sie sich im Praktikum auf Diskette/USB-Stick kopieren und das Programm für diesen Versuch zuhause vorbereiten. So ersparen Sie sich viel Tipparbeit im Praktikum und haben somit mehr Zeit für das Debuggen Ihres Programmes.
Achtung!
Es dürfen keine ausführbaren Programme (*.bat; *.exe; *.com) in das Praktikum mitgebracht werden.
Versuch 2
In den Download zu Versuch 2 wurde am 9.5.08 die PSoC-Programmvorlage hinzugefügt.
Vorbereitung
siehe Kapitel 9.2
Vorbereitungsformular bitte ausgefüllt mitbringen.
Einige Programmteile wie z.B. die Port-Initialisierung und die I/O-Routinen können bereits in die Programmvorlage eingetippt und mitgebracht werden.
Damit habe Sie während des Praktikumtermins mehr Zeit Ihr Programm zu debuggen.
Versuch 3
Dieser Versuch ist eine Einführung in LabVIEW, der nicht gewertet wird. Für diesen Versuchsnachmittag ist kein Vorbereitungsformular auszufüllen.
Vorbereitung
Mit der im Praktikum ausgeteilten Demo-Version von LabVIEW können Sie die beiden Einführungsversuche auch zuhause bearbeiten.
Bevor Sie die Demo-Version installieren und starten, müssen Sie unbedingt das Systemdatum Ihres Rechners 2 Jahre zurückstellen. Ansonsten können Sie das Programm nicht verwenden.
Die Vorlage für den ersten Einführungsversuch befindet sich unten in der Download-Liste.
Versuch 4
Termine
Dienstag 23.11.2004 14:00 Uhr
Donnerstag 25.11.2004 16:00 Uhr
Vorbereitung
siehe Kapitel 4.1.2
Daten zum Schrittmotor
- 1 Vollschritt entrpricht einem Drehwinkel von1,8°
- 1 Umdrehung enspricht 200 Vollschritten
- 1 Sinus-/Cosinusperiode ergibt 4 Vollschritte
- mit 32 Werten (zeitdiskret) einer quantisierten Sinus-/Cosinusperiode kann der Motor mit 8 Teilschritten/Vollschritt angesteuert werden (8 Teilschritte x 4 Vollschritte = 32 Werte)
- Lochscheibe für Lichtschranke besitzt am Rand 180 Löcher (2 °/Loch)
- Durchmesser des Förderbandantriebsrad: 19 mmm
Versuch 6 LabVIEW Pendel
Termine
Dienstag 7.12.2004 14:00 Uhr
Donnerstag 9.12.2004 16:00 Uhr
Vorbereitung
Lesen Sie auch das Runge-Kutta-Skript , in welchem das numerische Integrationsverfahren ausführlich erläutert wird. Sie finden das Skript im Donwloadbereich unten.
Letzter Termin für die LabVIEW-Versuche
Dienstag 14.12.2004 14:00 Uhr
Donnerstag 16.12.2004 16:00 Uhr
Versuch 7 / Einführung in C++ und Ampelversuch Teil 1
Achtung!!!
Die Aufgabenstellung wurde am 30.5.05 aktuallisiert.
Bitte verwenden Sie nicht mehr die alte Version.
Hinweise
Für die Praktikumsteilnehmer, welche die LabVIEW-Versuche noch nicht abgeschlossen haben, ist dies der letzte Termin. Der Einführungsversuch in C++ Teil 1 kann erst anschließend begonnen werden.
Versuch 8 / C++ Ampel
Termin
Dienstag 11.01.2005 14:00 Uhr
Donnerstag 13.01.2005 16:00 Uhr
Vorbereitung
Für diesen Versuch ist ein gründliches Einarbeiten in die Versuchsvorlage zwingend.
Die Aufgabenstellung finden sie in dem Zip-Archiv "mrpAmpel_Vorlage.zip" unter Versuchsteil 2 und Versuchsteil 3.
Hinweise
Versuch 9 / C++ Pendelversuch Teil 1
Vorbereitung
Die Aufgabenstellung und alle weitere Dokumentation, sowie die Versuchsvorlagen finden sie in dem Zip-Archiv "Pendel_ws04.zip".
Hinweise
Für die Aufbabe Nr. 4 auf dem Vorbereitungsformular verwenden Sie für Dämpfung und Reibung jeweils Null.Versuch 10 / C++ Pendelversuch Teil 2
Termin
Montag 05.07.2004 14:00 Uhr
Dienstag 06.07.2004 14:00 Uhr
Mittwoch 1 08.07.2004 13:00 Uhr
Mittwoch 2 08.07.2004 16:00 Uhr
Vorbereitung
(siehe Versuch 9)
Zusatztermin für die C++-Versuche
Termin
Montag 12.07.2004 14:00 Uhr
Dienstag 13.07.2004 14:00 Uhr
Mittwoch 1 14.07.2004 13:00 Uhr
Mittwoch 2 14.07.2004 16:00 Uhr
Vorbereitung
(optimieren)
Hinweise
Dies ist die letzte Möglichkeit die Versuche abzuschließen.
Teilnahmebescheinugungen für das Wintersemester 2009/2010
Die Bescheinigungen über die Teilnahme am "Praktikum über Anwendungen der Mikrorechner" können ab sofort bei Frau Schorn (Physikhochhaus, 11 Stock, Raum 7), abgeholt werden.
Für Bachelor Physik und Bachelor Mathematik
Die elektronische Anmeldung zum Praktikum für das Wintersemester 2010/11 wird nach Praktikumbsbeginn freigeschalten.
Allgemeine Informationen
(Vorkenntnisse in einer höheren Programmiersprache sind unbedingt erforderlich)
(Freies Üben ist auch nach Absprache außerhalb des Praktikums möglich!)
Wintersemester 2010/11
Ziel dieses Praktikums ist es, für praxisnahe Anwendungen aus dem Bereich Mess-,Steuer- und Regelungstechnik, unter Einsatz verschiedener Programmiersprachen, funktionsfähige Benutzerprogramme und Firmware zu erstellen.
Als erste praktische Anwendung ist eine Füllhöhenregulierung für Wassertanks zu implementieren, bei der 2 Wasserpumpen anzusteuern sind und über einen Drucksensor der Füllstand zu regeln ist. Zusätzlich ist die Umgebungstemperatur mit dem Temperatursensor ADT7320 von Analog Devices zu erfassen.
Für ein Förderband gilt es ein Steuerprogramm zu erstellen, mit dem über einen Schrittmotor verschiedene, vom Benutzer einzugebende Positionen angefahren werden. Eine Lichtschranke dient dabei zur Erfassung der zurückgelegten Wegstrecke.Zur Messung von Pendelschwingungen soll ein Messprogramm geschrieben werden, welches die Schwingungen über einen Sensor in Echtzeit erfasst und grafisch darstellt. Die Schwingungen eines zu programmierenden Pendelsimulators sollen parallel dazu und ebenfalls in Echtzeit grafisch dargestellt werden.
Als letzte Anwendung programmieren Sie einen Ampelsimulator, der eine einfache Straßenkreuzung mit 2 Ampeln und einem Fahrzeugdetektor beinhaltet. Zusätzlich ist mit dem Simulator über ein zu programmierendes Hardwareinterface ein kleines Ampelmodel anzusteuern.
An jedem Arbeitsplatz steht ein programmierbares Mess-, Steuer- und Regelsystem (MSR-System) zur Verfügung, welches per serieller Schnittstelle mit einem PC verbunden ist. Kernstdück des MSR-Systems bilden ein sogenanntes "Programable System on Chip" (kurz PSoC) der Firma Cypress. Dieses beinhaltet neben einem 8-Bit Mikrocontroller (M8C) verschiedene, programmierbare analoge und digitale Funktionsblöcke in einem Baustein (IC). Mit den analogen Blöcken erfolgt die Signalsynthese und die Meßwerterfassung, mit den digitalen Blöcken die Steuerung der Versuchsaufbauten sowie die Datenkommmunikation mit dem PC.
Als Programmiersprachen werden Assembler, G (LabVIEW) und C++ verwendet.
In Assembler wird zu Begin des Praktikums die Firmware für das MSR-System geschrieben um es so für alle weiteren Versuche einsatzfähig zu machen. Die Firmware soll sicherstellen, daß die Funktionsblöcke des PSoCs richtig konfiguriert werden und das Kommunikationsprotokoll mit den vorgegebenen PC-Steuerbefehle entsprechend verarbeitet wird. Aufgrund des geringen Speichers und der gewünschten Echtzeitfähigkeit des MSR-Systems ist Assembler hierfür gut geeignet, da damit kleine und schnelle Programme geschrieben werden können.
Mit der Programmiersprache G und dem Programm LabVIEW von der Firma National Instruments ist eine grafische Programmierung möglich. Es können auf einfache Weise grafische Benutzerinterfaces erstellt werden und Meßwerte grafisch dargestellt werden. Viele komplexe Funktionen zur Signalsynthese und -analyse können auf einfache Weise schnell eingefügt werden.
Mit C++ soll eine kleine Einführung in die objektorientierte Programmierung erfolgen und anhand einer Ampelsteuerung umgesetzt werden.
Die Enwicklungsumgebung (PSoC-Designer) zur Assembler-Programmierung des PSoC-Bausteins ist von Cypress kostenlos erhältlich.
| Versuch 1 | Assembler - Einführung in die Programmierung eines "Programable System on Chip" (PSoC CY8C29466 von Cypress) |
| Versuch 2 | Assembler - Aufbau eines MSR-Systems, Teil 1 |
| Versuch 3 | Assembler - Aufbau eines MSR-Systems, Teil 2 |
| Versuch 4 | LabVIEW - Einführung in die Programmierung mit LabVIEW (=Laborautomations-Software) |
| Versuch 5 | LabVIEW - Strömungsmechanisches Fließgleichgewicht (Füllhöhenregelung eines Wassertanks) |
| Versuch 6 | LabVIEW - Steuerung eines Schrittmotors |
| Versuch 7 | LabVIEW - Simulation und Messung von Pendelschwingungen |
| Versuch 8 | C++ - Einführung in die Programmierung C++ |
| Versuch 9 | C++ - Steuerung einer Ampelanlage |
Das Praktikum über Anwendungen der Mikrorechner ist als Wahl- bzw. Wahlpflichtfach u.a. für den Studiengang Technomathematik zugelassen. Im Studiengang Physik ist es als Teilleistung für das Vordiplomsfach Informatik erforderlich.
Weitere Informationen und Rückfragen an:
| Prof. Dr. | Matthias Steinhauser | Tel.: | 608-47149 |
| Dipl. Ing. (FH) | Frank. Ruhnau | Tel.: | 608-44407 |