Dagprogramma kennismaking met PBA EICT Campus De Nayer

Transcriptie

1 Dagprogramma kennismaking met PBA EICT Campus De Nayer Soldeer tips Zorg dat je soldeerbout proper en warm genoeg is. De warmtegeleiding is ook beter als je soldeerbout een klein beetje nat is (van het soldeersel). Warm zowel het beentje als het pad van de pcb op. Als alles warm is voeg dan een beetje soldeersel toe. Zie figuur: Soldeerbout Soldeerdraad Printplaat Pad op de print Beentje van de component Kijk de polariteit en oriëntatie van de component na voor je deze vast soldeert. Soldeer eerst de lage componenten (of m.a.w. volg het bestukkingsplan) 1

2 2 Title: POV rev C. Date: 14/01/2011 Author: WDA

3 Bestukkingsplan Fig. 2 Enkel Top overlay (Componenten plaatsing) Fig. 1 Bottom Layer + Top Overlay (De Tracks bevinden zich dus aan de onderkant) Volgorde van bestukken De gemakkelijkste manier van bestukken is volgens een bepaalde volgorde. De laagste componenten worden eerst geplaast. Draadbruggen Er bevinden zich vier draadbruggen op de print. In de afbeelding hieronder kan je de locatie terugvinden van deze draadbruggen. 3 Fig. 3 Positie van de draadbruggen

4 Weerstanden Er zijn 4 standaard weerstanden voorzien op de print. Deze hebben de designator R2 tot en met R5 gekregen. De waarde van de weerstand wordt aangeduid met kleurringen. Zie Fig. 4 voor meer info. R2 = 100 K Ohm R3 = 2,2 K Ohm R4 = 5,6 K Ohm R5 = 220 K Ohm R1 is één component opgebouwd uit 8 weerstanden. Men noemt dergelijke component een weerstand-array. Fig. 5 laat zien hoe Fig. 4 kleurcodes dergelijke weerstanden zijn opgebouwd. Hieraan kan je zien dat pin 1 een gemeenschappelijke pin is. Op de component is deze pin aangeduid met een klein bolletje en op de print is pin 1 aangeduid met een vierkant pad. Let hierop bij de bestukking! Pin 1: gemeenschappelijk Pin 1: aangeduid met een bolletje Pin 1: aangeduid met een vierkant pad Fig. 5 Weerstand array (SIL) let op de polariteit! Microfoon De microfoon (M1) heeft een polariteit, hetgeen verklaart waarom dat de pinnetjes asymmetrisch staan. IC Voet van U1 De 20 pins IC-voet heeft ook een polariteit. Pin 1 Condensators De 3 condensators die op de print staan (C1, C2, C3) hebben allemaal dezelfde waarde (100nF) en geen polariteit. 4

5 Transistor De transistor (T2) heeft wel een polariteit. Zoals je kan zien in Fig. 1 moet de platte kant van de transistor naar de buitenkant van de print wijzen. Fototransistor Het verschil tussen de fototransistor (T1) en een LED is enorm moeilijk te zien. De fototransistor zal apart worden uitgedeeld. Bij de plaatsing van de fototransistor moet je kijken welke de afgeplatte kant is. Dit is de collectorzijde (zie ook overlay van Fig 1). Het best plaats je de fototransistor zoals afgebeeld in Fig. 6. Op die manier heeft de fototransistor geen last van licht dat afkomstig is van de LEDs. Fig. 6 Fototransistor De LEDs Op het bord staan 8 rode LEDs (De lens is transparant dus de rode kleur kan je enkel zien als de LED brandt). Uiteraard hebben de LEDs een polariteit en het is dan ook noodzakelijk om deze te respecteren. Net zoals bij de fototransistor kan je de polariteit bepalen door de platte kant te gaan zoeken. De platte kant is de kathode. Via de overlay van Fig 1. zie je hoe je de LED moet plaatsen (D1 t.e.m D8) De ISP connector De programmeer connector (H1) is de connector waarop je straks de programmer kan op aansluiten. Belangrijk hierbij is dat je pin 1 markeert zodat je de programmer juist aansluit. De knop De knop (S2) heeft gekromde pootjes. Deze zorgen voor de mechanische sterkte maar maken het soms moeilijk om het knopje in de juiste positie te krijgen. De tilt switch De tilt switch is opgebouwd uit 1 eurocent en een stukje print. De afgeknipte beentjes van de LEDs kan je gebruiken om het stukje print te bevestigen. Tussen de printen moet de cent vrij kunnen bewegen. De 4 pootjes zorgen ervoor dat de LED er niet uit kan vallen. Batterijhouder Voordat je de batterijhouder plaatst is laat je best je printje nakijken. Doordat de batterijhouder op de achterkant moet is het moeilijk, eenmaal geplaatst, aanpassingen te doen. 5

6 Software Software ontwikkelomgeving (PC) De belangrijkste component op de POV is de microcontroller. Deze controller kan men programmeren in verschillende programmeertalen. In de reguliere lessen programmeren de studenten doorgaans in C of Assembler. Maar omdat het hier om een inleiding tot microcontrollers gaat, is er gekozen om de POV te programmeren in Basic. Dit is een taal die bedoeld is voor beginnende programmeurs. De omgeving waarin we Basic gaan schrijven is Bascom en deze ziet er als volgt uit: Compileren Programmeren Het laden, bewaren, printen is net hetzelfde als bij bijvoorbeeld Word. Het enige verschil is dat de extensie van een Bascom bestand.bas is. Nadat je programma is geschreven moet het gecompileerd worden. Dit kan met de functietoets F7 of met het zwarte IC icoontje in de toolbar (zie hierboven). Indien alles zonder fouten is geschreven verschijnt er onderaan in de statusbar: 6

7 Indien er toch fouten zouden zijn kan dit er bijvoorbeeld zo uitzien: Dubbelklikken op een error geeft de betrokken lijn weer in de editor. Indien je errors hebt ben je verplicht om deze op te lossen voordat je verder kan gaan naar de volgende stap. Het programmeren van de microcontroller kan je doen via de functietoets F4 of via het groene icoontje in de toolbar (zie eerste screenshot bascom). Tijdens het programmeren verschijnt volgend scherm: Let op de zin FLASH verified successfully. Dit wil zeggen dat de flash van de microcontroller succesvol geprogrammeerd is. In het geval dat de communicatie tussen de microcontroller en de programmeertool zou foutlopen krijg je de volgende tekst: 7

8 In dit geval moet je de connecties nakijken en nagaan of de POV de juiste spanning krijgt. Software Tool Om een bepaald patroon op de LEDs te krijgen kan je de LED editor gebruiken. Door met de muis op een LED te klikken verandert de toestand van de LED. Als je het gewenste patroon hebt ingegeven kan je op de knop translate into BASCOM data klikken. Deze handeling zet het patroon om naar code die je in Bascom kan kopiëren en plakken. Verder bestaat de mogelijkheid om het patroon op te slagen, en dit zowel in platte tekst als in bitmap formaat. Het laden van patronen is enkel ondersteund vanuit een afbeelding (*.png *.jpg *.bmp). Voor sommige patronen is het gemakkelijker om het patroon in paint te maken en dan te importeren. Hierbij is het wel belangrijk om te weten dat indien je afbeelding groter is dan 8x150 pixels deze zal worden herschaald. 8

9 Via File kan je bestanden laden en opslaan Met deze knopen kan je alle LEDs doven, aan doen en inverteren Hier kan je het patroon tekenen. Hier stel je het aantal kolomen in. Hier verschijnt de Basic code. 9

10 Software op de microcontroller Het is de bedoeling dat je zelf een programma schrijft dat de ATtiny461 microcontroller, op het beschikbare hardware bordje, kan uitvoeren. Je kan het best het schema raadplegen om te weten welke input en output aanwezig is, en wat de beschikbare aansluitklemmen zijn om de signalen in te lezen of uit te sturen. Omdat niet alle studenten vertrouwd zijn met de gebruikte werkwijze voorzien we in een reeks van kleine opdrachten met een toenemende complexiteit. Studenten die reeds ervaring zouden hebben, mogen (moeten) hun creativiteit gebruiken om de opgaven aan te passen. Op de PC staan een reeks voorbeeldprogramma s die je kan gebruiken als vertrekbasis. Deze programma s moeten verder aangevuld worden om een uitvoerbare code te bekomen. Hierbij zal je de help functie moeten gebruiken van de ontwikkelomgeving (BASCOM- AVR). De vetgedrukte opgaven zijn bedoeld voor gevorderden. je kan dus je eigen capaciteiten testen!! Oefening 1: File naam: knipper.bas Opdracht 1: Dit programma werkt zoals het is. Tracht om de snelheid van het knipperlicht aan te passen zodat de LED s 1 seconde licht geven, en 2 seconden uit zijn. Hint: zoek naar de wait functie in het helpmenu (zie figuur). Opdracht 2: Laat de eerste 4 LED s licht geven en de laatste 4 LED s doven gedurende een halve seconde. Daarna gedurende dezelfde tijd de eerste 4 LED s doven en de laatste 4 LED s oplichten. 10

11 Oefening 2: Oefening 3: Oefening 4: Filename: looplicht.bas Opdracht 1: pas het programma zodanig aan dat er 2 LED s branden i.p.v. 1 LED. Opdracht 2: Pas het programma aan zodat de LED s (2) telkens 2 plaatsen opschuiven. Opdracht 3: Als je de schakelaar indrukt op het bordje gaat het looplicht dubbel zo snel dan wanneer je de schakelaar loslaat. Hint: Gebruik if then else. Vergeet niet de poortpin als input te definiëren. Hoe je dat moet doen staat in de uitleg over de config port functie. Filename: knightrider2.bas Opdracht 1: het programma werkt nu nog niet. Er zal een errormelding verschijnen bij het vertalen van het programma. Om het programma operationeel te krijgen moet je de ******* vervangen door de lookup functie. Opdracht 2: Pas de tabel aan zodat je een looplicht naar keuze bekomt. Hiervoor kan je het hulpprogramma gebruiken dat als LEDeditor werkt. Hint: ga na hoe het programma weet dat de tabel ten einde is. Dit heeft gevolgen over de waarden die je mag gebruiken. Opdracht 3: Kan je dit programma aanpassen zodat automatisch het einde van de tabel gekend is? Hint: gebruik een unieke waarde als laatste karakter. Filename: klapschakelaar.bas Opdracht 1: het programma werkt nu nog niet. Er zal een errormelding verschijnen bij het vertalen van het programma. Om het programma operationeel te krijgen moet je de ******* vervangen door het meten van analoge ingang waarop de microfoon is aangesloten (getadc). 11

12 Oefening 5: Opdracht 2: Pas het programma zodanig aan dat het systeem sneller/trager reageert. Hoe kan je de gevoeligheid aanpassen? Filename: VUmeter1.bas Opdracht 1: het programma werkt nu nog niet. Er zal een errormelding verschijnen bij het vertalen van het programma. Om het programma operationeel te krijgen moet je de ******* vervangen door code die uitvoert wat de commentaar aangeeft Opdracht 2: Pas het programma zodanig aan dat je een dot-uitlezing bekomt i.p.v. een balk-uitlezing Opdracht 3: Pas het programma zodanig aan dat de uitlezing een piek meting laat zien. Bereken de piek uit 10 metingen die met een interval van 10ms zijn gemaakt. Opdracht 4: Pas het programma zodanig aan dat je met de schakelaar kan kiezen tussen beide types uitlezing (1 keer drukken om om te schakelen) Opdracht 5: Neem het bestand VUmeter3.bas. Kan je commentaar toevoegen zodat het duidelijk wordt wat het programma doet? Hint: compileer het programma en laat het lopen. Je kan het effect beter waarnemen door uit 255 metingen het maximum te halen. Oefening 6: lichtmeter.bas Oefening 7: Filename: lichtmeter.bas Opdracht 1: het programma werkt nu nog niet. Er zal een errormelding verschijnen bij het vertalen van het programma. Om het programma operationeel te krijgen moet je de ******* vervangen door code die uitvoert wat de commentaar aangeeft Opdracht 2: Pas het programma zodanig aan dat je een gemiddelde meting bekomt. Neem tussen elke meting 100ms en neem een lopend gemiddelde van 20 metingen. Filename: autolicht.bas 12

13 Opdracht 1: Het programma werkt. Er is achter een aantal lijnen geen commentaar voorzien. Tracht na te gaan hoe het programma werkt en vul de commentaar aan. Verwijder ook de overtollige delen uit het programma. Oefening 8: Oefening 9: Filename: mag je zelf kiezen.bas Opdracht 1: Maak een automatische fietsverlichting. Als de tilt schakelaar een signaal geeft doe je de verlichting aan. Blijven verdere impulsen uit, doof dan het licht na 10 seconden. Filename: basicpov.bas Opdracht 1: Het programma werkt niet! Er ontbreekt een instructie, en er zijn geen tabellen beschikbaar. Pas het programma aan zodat een door jou gekozen boodschap zichtbaar wordt. Opdracht 2: Hoe zou je de beschikbare hardware kunnen gebruiken om een boodschap te projecteren wanneer het systeem in een fietswiel bevestigd wordt? Hoe kan je een andere omwentelingssnelheid in rekening brengen? 13