PROJEKT 1: Modbus-Interface Das Modbus-Protokoll ist eine einfache, standardisierte Form des Datenaustausches zwischen Mess-, Regel- und Steuerungskomponenten. Es ähnelt früher in der Datenkommunikation verwendeten Protokollen und ist daher sowohl für serielle Verbindungen, als auch für Netze anwendbar. Plattform: • Arduino • Raspberry Pi Hardware: • RS485-Interface, Schaltungslayout • Sensor nach Wahl (für Test) Software: • Programmieren einer Bibliothek für das Modbus-Protokoll • ASCII-Modus (seriell, RS485; RasPi ←→ Arduino) • Modbus/TCP (RasPi ←→ RasPi) • Testprogramm: Sensordaten übermitteln Validierung und Dokumentation PROJEKT 2: Ansteuerung eines Pololu Servocontrollers Aufgrund des Betriebssystems des Raspberry Pi, das als Standard-Linux-System keine Echtzeiteigenschaften hat, sind dort Servos nur bedingt einsetzbar. Es gibt jedoch komplette Hardware-PWM-Controller, mit denen sich Servos leicht steuern lassen. Das vorliegende Modul besitzt eigene Intelligenz und wird per serieller Kommunikation angesprochen (USB-Pseudo-Seriellschnittstelle). Plattform: • Raspberry Pi Hardware: • Pololu Maestro 6-Channel USB Servocontroller • Gehäuse, Stromversorgung Software: • Programmieren einer Bibliothek für die Kommunikation mit dem Controller über USB (Pseudo-Seriellschnittstelle) • Testprogramm Validierung und Dokumentation Hinweis: Ein Modellbauservo wird mit kurzen Impulsen von 1ms (linker Anschlag, 0°) bis 2 ms (rechter Anschlag, 180°) Dauer angesteuert und damit die Position seines Antriebs bestimmt. Die Impulse müssen im 20-ms-Abstand wiederholt werden, damit das Servo seine Position beibehält. PROJEKT 3: Gewitterdetektor a) Es soll eine Schaltung entworfen werden, die ein Gewitter erkennt. Dazu werden geeignete Radio-Frequenzbäder abgehört (Langwelle, Mittelwelle). Die mit dem Gewitter einhergehenden Blitze erzeugen typische Störungen in den o. g. Frequenzbereichen, die zur Erkennung eines fernen Gewitters dienen. b) Zusätzlich kann noch eine optische Erkennung entworfen werden, die auf das typische Licht von Blitzen reagiert (nahes Gewitter). Plattform: • Arduino • Raspberry Pi Hardware: • Entwurf Schaltung und Board • Gehäuse, Stromversorgung Software: • Abfrage der Messung Validierung und Dokumentation Hinweis: Weitere Unterlagen unter http://www.netzmafia.de/skripten/projekt/Projekt-SS16/Gewitter/ User: studi, Passwort: Sommer16 PROJEKT 4: LED-Treiber a) Entwurf einer Platine mit LED-Ansteuerung über einen intelligenten Treiberbaustein, der mittels I²C-Bus vom Controller aus gesteuert wird. Es stehen mehrere Baustein-Alternativen zur Auswahl: PCA9533, PCA9685, TLC59116, LT3496. b) Entwurf einer Mini-Platine mit Treiberbaustein CAT4101 für eine Power-LED zur digitalen Ansteuerung (Ein/Aus oder PWM) über einen digitalen Port (IC, 2 x R, LED, Stecker). Plattform: • Arduino • Raspberry Pi Hardware: • Entwurf Schaltung und Board • Gehäuse, Stromversorgung Software: • Software-Bibliothek • Testprogramm Validierung und Dokumentation Hinweis: Weitere Unterlagen unter http://www.netzmafia.de/skripten/projekt/LED/ User: studi, Passwort: Sommer16 PROJEKT 5: Zufallsgenerator Zufallsgeneratoren im Computer erzeugen nur Pseudo-Zufallszahlen. Für eine echte Zufälligkeit benötigt man externe Hardware, die ähnlich dem Gerät zur Ermittlung der Lottozahlen solche Zufallszahlen erzeugt. Im Projekt soll ein System entwickelt werden, das mechanisch einen Zufallswert zwischen 0 und 9 erzeugt. Wie z. B. Beim Lotto mit der sich drehenden Hohlkugel, in der sich nummerierte Tischtennisbälle befinden oder durch eine Druckluftdüse oder Rotation des Gehäuses 10 unterschiedlich gefärbte Tischtennisbälle durcheinanderwirbelt. Bei der „Ziehung“ wird dann die Farbe des Balls über einen Sensor ermittelt und der Ball zurückgelegt. Es ist aber auch jede andere Methode möglich, die eine Zufallszahl zwischen 0 und 9 liefert. Plattform: • Arduino • Raspberry Pi Hardware: • Mechanik des Generators • Elektronik zur Steuerung der Ziehung Software: • Auswerten des Farbsensors, Senden der Daten Validierung und Dokumentation Hinweis: Weitere Unterlagen unter http://www.netzmafia.de/skripten/projekt/Lotto/ User: studi, Passwort: Sommer16
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